JP4505947B2 - Co-production method of 2,3-dimethylbutene-1 and 2,3-dimethylbutene-2 - Google Patents

Co-production method of 2,3-dimethylbutene-1 and 2,3-dimethylbutene-2 Download PDF

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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ニッケル錯体触媒を用いてプロピレンを二量化した後、反応液から優れた純度の2,3−ジメチルブテン−1(以下、DMB−1と称する。)と2,3−ジメチルブテン−2(以下、DMB−2と称する。)を効率よく生産する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
DMB−1とDMB−2は農薬、医薬、香料、化粧品などの基幹中間体として重要な化合物である。DMB−1とDMB−2を製造する方法としては、例えば、ニッケル錯体触媒存在下、プロピレンを二量化し、得られるDMB−1を異性化触媒にて異性化してDMB−2に富む反応液を得、これを蒸留によりDMB−2として得、得られたDMB−2を固体酸触媒の存在下で、DMB−1に異性化させながら蒸留してDMB−1として得る方法が挙げられる(特許第2577772号明細書)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記文献に記載のニッケル錯体触媒を用いるとプロピレン二量化工程におけるDMB−1の選択性は満足いくものではなく、DMB−1と沸点の近い数種の異性体の副生量が多い。例えば、副生物である4−メチルペンテン−1、シスおよびトランス-4-メチルペンテン-2はDMB−1との沸点差が1〜3℃しかなく、DMB−1を含むこれらの混合物から優れた高純度(純度92%以上)のDMB−1を得ることは困難である。従って上記従来技術において、高純度のDMB−1を取得するには、まずDMB−1を含むプロピレン二量化反応液を、他の異性体との分離が容易なDMB−2を含む反応液に変換して、これを蒸留により高純度のDMB−2を取得し、この高純度のDMB−2を異性化触媒と接触させてDMB−1への逆異性化させながら蒸留することにより高純度のDMB−1を取得するという長い工程を経る必要があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記問題点を解決するべく鋭意検討した結果、優れたプロピレン二量化活性をもち、且つDMB−1の選択性に優れるニッケル錯体触媒を用いてプロピレンを二量化し、この反応液を蒸留することで優れた純度(純度92%以上)のDMB−1を取得し、次いでDMB−1を含むその蒸留残渣を酸触媒と接触させてDMB−1をDMB−2に変換して、この反応液を蒸留することにより優れた純度のDMB−2を取得するという極めて効率的な手法で、優れた純度のDMB−1とDMB−2とを併産する方法を見いだすに至った。
【0005】
すなわち、本発明は、優れたプロピレン二量化活性及び優れたDMB−1選択性をもつプロピレン二量化触媒として下記ニッケル錯体触媒を用いてプロピレンを二量化し(プロピレン二量化工程)、得られた反応液を精留することにより2,3−ジメチルブテン−1を得た後(ジメチルブテン−1蒸留工程)、その蒸留残液を硫酸、スルホン酸、またはヘテロポリ酸と接触させて該蒸留残液中の2,3−ジメチルブテン−1を2,3−ジメチルブテン−2に異性化し(異性化工程)、その反応液を精留することにより2,3−ジメチルブテン−2を得る(ジメチルブテン−2蒸留工程)ことからなる2,3−ジメチルブテン−1と2,3−ジメチルブテン−2の併産方法を提供するものである。
(A)ニッケルの有機酸塩、無機酸塩及び錯化合物から選ばれる少なくとも1種のニッケル化合物、
(B)トリアルキルアルミニウム、
(C)一般式(1)
PR123 (1)
(式中、R1、R2およびR3は同一または相異なり、アルキルもしくはアルコキシで置換されていてもよいフェニル基、アルキル基、シクロアルキル基またはアラルキル基を表す。nは1から6までの整数を表す。)
で示される3価のリン化合物、
(D)フッ素化イソプロパノールまたは一般式(2)

Figure 0004505947
(式中、X1〜X5は同一または相異なり、ハロゲンまたは水素原子を表し、少なくとも一つはハロゲン原子である。)
で示されるハロゲン化フェノール類、および
(E)スルホン酸類及びジアルキル硫酸類から選ばれる少なくとも1種の硫黄化合物、
からなるニッケル錯体触媒。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。本発明に使用されるプロピレン二量化触媒成分(A)のニッケル化合物としては、例えば、ナフテン酸ニッケル、ギ酸ニッケル、酢酸ニッケルなどのニッケルの有機酸塩、塩化ニッケル、シュウ化ニッケル、硝酸ニッケルなどのニッケルの無機酸塩、ニッケルビスアセチルアセトナートなどのニッケルの錯化合物などが挙げられる。これらのニッケル化合物は、2種以上使用することもできる。
【0007】
触媒成分(B)のトリアルキルアルミニウムとしては、例えば、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリ-n-プロピルアルミニウム、トリ-n-ブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ-n-ペンチルアルミニウム、トリ-n-ヘキシルアルミニウムなどが挙げられる。触媒成分(B)は、触媒成分(A)に対して、通常2〜500モル倍程度、好ましくは2〜100モル倍程度使用される。
【0008】
触媒成分(C)の3価のリン化合物としては、例えばトリイソプロピルホスフィン、トリ-t-ブチルホスフィン、トリ-sec-ブチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、エチル-ジ-t-ブチルホスフィン、トリ-o-トリルホスフィン、トリベンジルホスフィンなどが挙げられる。
触媒成分(C)は、触媒成分(A)に対し、通常0.1〜20モル倍程度、好ましくは0.5〜2モル倍程度使用される。
【0009】
触媒成分(D)のフッ素化イソプロパノールとしては、例えば1,1,3,3-テトラフルオロイソプロパノール、1,1,1,3,3-ペンタフルオロイソプロパノール、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロパノール等が挙げられる。
また、一般式(2)で示されるハロゲン化フェノール類としては、例えばo-、m-、p-クロロフェノール、2,3-、2,4-、2,5-、2,6-、3,4-および3,5-ジクロロフェノール、2,4,5-および2,4-6-トリクロロフェノール、2,3,4,6-テトラクロロフェノール、ペンタクロロフェノールなどが挙げられる。
【0010】
触媒成分(D)は、触媒成分(B)に対して、通常0.4〜20モル倍程度、好ましくは1〜10モル倍程度使用される。
【0011】
触媒成分(E)の硫黄化合物としては、例えばメタンスルホン酸、エタンスルホン酸等の脂肪族スルホン酸類、ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸等の芳香族スルホン酸類、クロロスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等のハロゲン含有スルホン酸類などのスルホン酸類、ジメチル硫酸、ジエチル硫酸類が挙げられる。これらは2種以上混合して使用することもできる。
【0012】
触媒成分(E)は、触媒成分(A)に対して、通常0.1-10モル倍程度使用される。
【0013】
触媒の調製は、通常、不活性溶媒の存在下に実施され、例えば、トルエン、クロロベンゼン、ヘキサン、ヘプタン、ジクロロエタンなどが挙げられる。
触媒成分の混合順序に特に規制はないが、触媒成分の混合はブタジエン、イソプレンなどの共役ジエンの存在下に行うのが好ましく、この場合は特に安定性に優れた触媒を得ることができる。該共役ジエンは触媒成分(A)に対して1〜200モル倍程度使用するのが好ましい。
【0014】
触媒の調製温度は通常-50〜30℃程度で行われる。プロピレン二量化反応は不活性溶媒、例えば、トルエン、クロロベンゼン、ヘキサン、ヘプタン、ジクロロエタン中で実施される。反応時触媒成分の濃度は、ニッケル原子として10-5〜10-10mol/l程度である。
また、反応温度は通常-20〜50℃程度、反応時間は通常 30分〜100時間程度、系内の圧力は通常0〜30kg/cm2G程度である。
【0015】
かくして得られたプロピレン二量化反応液をそのまま精留してDMB−1を得てもよいし、二量化触媒を失活除去してからDMB−1蒸留を行ってもよい。プロピレン二量化失活剤としては、例えばアンモニア水、アミン類の水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液などの水性の失活剤が挙げられる。これらの水性の失活剤を用いた場合、通常、DMB−1を含む油層から水層を除去した後に蒸留を行う。
【0016】
DMB−1蒸留工程においては、精留により純度92%以上のDMB−1を取得することができる。即ち、プロピレン二量体生成混合物のうち、沸点の低いDMB−1は初留分として取得することができるし、必要によっては、プロピレン二量化生成物混合物のうちの最低沸点の4−メチルペンテン−1を塔頂から留出させた後、目的とするDMB−1を留出させて得ることができる(前留分DMB−1)。
プロピレン二量化液中に存在するDMB−1の量のうち、塔頂から留出させるDMB−1の量は所望により任意に変えることができ、言い換えれば塔底に任意の量のDMB−1を残すことができるが、通常は、プロピレン二量化液中に存在するDMB−1の量のうち、塔頂から留出させるDMB−1の割合は15%から85%である。残留するDMB−1はそのまま取り出してもよいし、後留分として蒸留により塔頂から取り出してプロピレン3量体以上の高沸点物と分離してもよい(後留分DMB−1)。
【0017】
かくして得られる残留するDMB−1または後留分DMB−1は異性化触媒を用いることによりDMB−2に変換することができる。
異性化触媒としては、例えば硫酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸などの脂肪族スルホン酸、スルホン酸基を含む強酸性イオン交換樹脂、ケイタングステン酸などのヘテロポリ酸等が挙げられる。
【0018】
用いる硫酸の濃度については通常70%以上、好ましくは90-98%程度である。硫酸の添加量は酸の濃度にもよるがDMB−1に対して0.05〜3wt%程度である。スルホン酸類の添加量もDMB−1に対して0.05〜3wt%程度である。
【0019】
スルホン酸基を含む強酸性イオン交換樹脂やヘテロポリ酸を異性化触媒として用いる場合には、液相または気相にてバッチ法または連続法でDMB−1からDMB−2へ異性化することができる。異性化反応をバッチ法で行う場合、強酸性イオン交換樹脂やヘテロポリ酸触媒はDMB−1に対して0.1〜1wt%程度使用される。連続反応の場合は、DMB−1を含む混合物を、1〜100/h-1程度の空間速度で該触媒の充填された反応管に流通させて異性化反応をすることができる。
【0020】
異性化反応は、溶媒を用いても用いなくても進行させることができる。溶媒を用いる場合は、通常ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素のような不活性溶媒が用いられる。これらの不活性溶媒は、通常DMB−1に対して0.01〜10重量倍程度使用される。また、かかる溶媒の代わりに異性化後の反応液を異性化反応時の溶媒として用いることもできるし。異性化反応時の温度は通常-30〜100℃程度、好ましくは0〜60℃程度である。
【0021】
かくしてDMB−1はDMB−2に異性化されるが、硫酸やスルホン酸類を異性化触媒に用いた場合は、異性化後の反応混合物にアルカリ水溶液を加えて攪拌した後、分液によって酸触媒を除去することができる。
イオン交換樹脂またはヘテロポリ酸を異性化触媒として用い、バッチ法で異性化反応した場合には通常反応混合物を濾過して触媒を分離して次の蒸留を行うことができ、連続法で異性化した場合は反応液をそのまま次の蒸留に用いることができる。
【0022】
かくして得られるDMB−2を含む反応混合物を蒸留することにより純度99%以上のDMB−2を得ることができる。
【0023】
【発明の効果】
本発明は、優れたプロピレン二量化活性をもち、優れたDMB−1選択性をもつプロピレン二量化触媒を用いて得られるプロピレン二量化反応液を蒸留することによって高い純度のDMB−1を取得し、さらにDMB−1を含む蒸留残液を酸触媒によってDMB−2を含む反応液に変換して蒸留することにより高い純度のDMB−2を得る効率的なDMB−1およびDMB−2を併産する方法を提供することができる。
【0024】
【実施例】
以下、本発明を実施例を挙げてより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
[実施例1]
(プロピレン二量化触媒液の調製)
50mlのシュレンク管を窒素置換した後、5℃に冷却し、同温度にてこれにナフテン酸ニッケル0.1mmolを含むトルエン溶液を1.35ml、トリシクロヘキシルホスフィン0.1mmolおよびイソプレン8mmolを入れ、さらにトリエチルアルミニウム1.0mmolを含むトルエン溶液を加えた。次いでトリフルオロメタンスルホン酸0.1mmolを加えた後、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロパノール1.5mmolを加えて、これをプロピレン二量化触媒液とした。
【0025】
[実施例2]
(プロピレン二量化反応)
窒素置換した1500mlのステンレス製オートクレーブに10℃にて上記触媒液全量とトルエン40mlを加えた後プロペンを3kg/cm2Gに保圧して供給し、10℃、2時間反応させた。反応液を5℃まで冷却した後、未反応のプロペンを系外に除いた。反応混合物をガスクロマトグラフィーで分析した結果を下記表1に示す。
【表1】
Figure 0004505947
註)
4M1P:4−メチルペンテン−1、4M2P:シス、トランス−4−メチルペンテン−2、2M1P:2−メチルペンテンー1、2M2P:2−メチルペンテン−2、
二量体選択率:反応したプロペン中のプロピレン二量化生成物割合x 100
DMB−1 T.O.N.:DMB−1生成量(mmol)/触媒ニッケル量(mmol)
【0026】
[実施例3]
(DMB−1蒸留)
得られたプロピレン二量化反応液に対し1重量倍程度の2%水酸化ナトリウム水溶液を加え、40℃、1h攪拌した後、20℃に下げた後、分液して油層550gを取得した。
得られた反応混合物550g(DMB−1 320g含有)を50段精留塔を使用して常圧にて蒸留した。蒸留は、最初全環流を3時間行い、次いで環流比30:1で塔頂より272gの留分(54-56℃)を取り出した。この留分のDMB−1の純度は94%(DMB−1前留分、DMB−1回収率80%)であった。さらに蒸留残渣を環流比30:1にて56-58℃の留分を81g取得した。
この留分のDMB−1の純度は75%であった(DMB−1後留分、DMB−1回収率 19%)。
【0027】
[実施例4]
(DMB−1→DMB−2異性化)
実施例3で得られたDMB−1後留分80gに対し、90%硫酸を0.4wt%添加して30℃にて3h反応させた。つづいて、5%水酸化ナトリウム水溶液を反応液に対して50wt%加え、25℃、0.5時間撹拌した後、分液して油層80gを取得した。反応液をガスクロマトグラフィーにより分析した結果、DMB−1+DMB−2に対するDMB−2の比率は91.0%、DMB−2純分で 52gであった。
【0028】
[実施例5]
反応管(内径7mm、長さ15cm)に2mlのアンバーリスト15(強酸性イオン交換樹脂)を充填した後、実施例3と同様に実施して得られたDMB−1後留分80g(純度75%)を50℃、11.2ml/hrにて8時間流通させた。得られた反応液は67gであり、DMB−1+DMB−2に対するDMB−2の比率は91.5%、
DMB−2の含量は45.6gであった。
【0029】
[実施例6]
反応管(内径7mm、長さ15cm)に、活性炭に担持し焼成したケイタングステン酸0.94g(2ml)を充填した後、実施例3と同様に実施して得られたDMB−1後留分80g(純度75%)を20℃、11.2ml/hrにて8時間流通させた。得られた反応液は67gであり、DMB−1+DMB−2に対するDMB−2の比率は91.2%、DMB−2の含量は45.3gであった。
【0030】
[実施例7]
(DMB−2蒸留)
実施例4で得られた反応液80gを、30段の精留塔を用い、常圧にて蒸留した。蒸留は、最初全環流2時間行い、つづいて環流比36:1の下でDMB−1、4M2P、2M1P、2M2Pを塔頂より留出させ、除外した(50-68℃の留分)。次に環流比を10:1に下げて68-73℃の留分を塔頂より35g取得した。この留分をガスクロマトグラフィーで分析するとDMB−2の純度は99.0%であった。
【0031】
[実施例8]
実施例5で得られた反応液67gを用いた以外は実施例7に準拠して行った。DMB−2留分は30gであり、DMB−2の純度は99.0%であった。
【0032】
[実施例9]
実施例6で得られた反応液67gを用いた以外は実施例7に準拠して行った。DMB−2留分は30gであり、DMB−2の純度は99.0%であった。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, after dimerizing propylene using a nickel complex catalyst, 2,3-dimethylbutene-1 (hereinafter referred to as DMB-1) and 2,3-dimethylbutene- having excellent purity from the reaction solution are used. 2 (hereinafter referred to as DMB-2).
[0002]
[Prior art]
DMB-1 and DMB-2 are important compounds as basic intermediates for agricultural chemicals, medicines, fragrances, cosmetics and the like. As a method of producing DMB-1 and DMB-2, for example, propylene is dimerized in the presence of a nickel complex catalyst, and the resulting DMB-1 is isomerized with an isomerization catalyst to prepare a reaction solution rich in DMB-2. This is obtained as DMB-2 by distillation, and the obtained DMB-2 is distilled as it is isomerized to DMB-1 in the presence of a solid acid catalyst to obtain DMB-1 (Patent No. 1). No. 2577772).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
When the nickel complex catalyst described in the above document is used, the selectivity of DMB-1 in the propylene dimerization process is not satisfactory, and there are many by-products of several isomers having boiling points close to those of DMB-1. For example, the by-products 4-methylpentene-1, cis and trans-4-methylpentene-2 have a boiling point difference from DMB-1 of only 1 to 3 ° C. and are superior from these mixtures containing DMB-1. It is difficult to obtain DMB-1 having high purity (purity 92% or more). Therefore, in the above prior art, in order to obtain high purity DMB-1, first, a propylene dimerization reaction solution containing DMB-1 is converted into a reaction solution containing DMB-2 that can be easily separated from other isomers. Then, high purity DMB-2 is obtained by distillation, and this high purity DMB-2 is distilled while contacting with an isomerization catalyst and performing reverse isomerization to DMB-1. It was necessary to go through a long process of obtaining -1.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors dimerized propylene using a nickel complex catalyst having excellent propylene dimerization activity and excellent DMB-1 selectivity. DMB-1 having an excellent purity (purity of 92% or more) is obtained by distilling the liquid, and then the distillation residue containing DMB-1 is contacted with an acid catalyst to convert DMB-1 to DMB-2. The present inventors have found a method for producing both DMB-1 and DMB-2 having excellent purity by an extremely efficient method of obtaining DMB-2 having excellent purity by distilling the reaction solution.
[0005]
That is, the present invention dimerizes propylene using the following nickel complex catalyst as a propylene dimerization catalyst having excellent propylene dimerization activity and excellent DMB-1 selectivity (propylene dimerization step), and the reaction obtained After 2,3-dimethylbutene-1 was obtained by rectifying the liquid (dimethylbutene-1 distillation step), the distillation residue was brought into contact with sulfuric acid, sulfonic acid, or heteropolyacid, 2,3-dimethylbutene-1 was isomerized to 2,3-dimethylbutene-2 (isomerization step), and the reaction solution was rectified to obtain 2,3-dimethylbutene-2 (dimethylbutene-2). 2 distillation step), and a method for co-production of 2,3-dimethylbutene-1 and 2,3-dimethylbutene-2.
(A) at least one nickel compound selected from organic acid salts, inorganic acid salts and complex compounds of nickel,
(B) trialkylaluminum,
(C) General formula (1)
PR 1 R 2 R 3 (1)
Wherein R 1 , R 2 and R 3 are the same or different and each represents a phenyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aralkyl group which may be substituted with alkyl or alkoxy. N is 1 to 6 Represents an integer.)
A trivalent phosphorus compound represented by:
(D) Fluorinated isopropanol or general formula (2)
Figure 0004505947
(Wherein, X 1 to X 5 are the same or different and represent a halogen or a hydrogen atom, and at least one is a halogen atom.)
And (E) at least one sulfur compound selected from sulfonic acids and dialkyl sulfates,
A nickel complex catalyst comprising:
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail. Examples of the propylene dimerization catalyst component (A) nickel compound used in the present invention include nickel organic acid salts such as nickel naphthenate, nickel formate, and nickel acetate, nickel chloride, nickel oxalate, nickel nitrate, and the like. Examples thereof include nickel inorganic acid salts and nickel complex compounds such as nickel bisacetylacetonate. Two or more of these nickel compounds can be used.
[0007]
Examples of the trialkylaluminum of the catalyst component (B) include trimethylaluminum, triethylaluminum, tri-n-propylaluminum, tri-n-butylaluminum, triisobutylaluminum, tri-n-pentylaluminum, tri-n-hexyl. Aluminum etc. are mentioned. The catalyst component (B) is usually used in an amount of about 2 to 500 moles, preferably about 2 to 100 moles, relative to the catalyst component (A).
[0008]
Examples of the trivalent phosphorus compound of the catalyst component (C) include triisopropylphosphine, tri-t-butylphosphine, tri-sec-butylphosphine, tricyclohexylphosphine, ethyl-di-t-butylphosphine, tri-o- Examples include tolylphosphine and tribenzylphosphine.
The catalyst component (C) is usually used in an amount of about 0.1 to 20 mol times, preferably about 0.5 to 2 mol times with respect to the catalyst component (A).
[0009]
Examples of the fluorinated isopropanol of the catalyst component (D) include 1,1,3,3-tetrafluoroisopropanol, 1,1,1,3,3-pentafluoroisopropanol, 1,1,1,3,3,3. -Hexafluoroisopropanol etc. are mentioned.
Examples of the halogenated phenols represented by the general formula (2) include o-, m-, p-chlorophenol, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3 4,4- and 3,5-dichlorophenol, 2,4,5- and 2,4-6-trichlorophenol, 2,3,4,6-tetrachlorophenol, pentachlorophenol and the like.
[0010]
The catalyst component (D) is usually used in an amount of about 0.4 to 20 mol times, preferably about 1 to 10 mol times with respect to the catalyst component (B).
[0011]
Examples of the sulfur component of the catalyst component (E) include aliphatic sulfonic acids such as methanesulfonic acid and ethanesulfonic acid, aromatic sulfonic acids such as benzenesulfonic acid and p-toluenesulfonic acid, chlorosulfonic acid, and trifluoromethanesulfonic acid. And sulfonic acids such as halogen-containing sulfonic acids such as dimethyl sulfate and diethyl sulfate. These may be used in combination of two or more.
[0012]
The catalyst component (E) is usually used in an amount of about 0.1 to 10 moles relative to the catalyst component (A).
[0013]
The catalyst is usually prepared in the presence of an inert solvent, and examples thereof include toluene, chlorobenzene, hexane, heptane, dichloroethane and the like.
The order of mixing the catalyst components is not particularly limited, but the catalyst components are preferably mixed in the presence of a conjugated diene such as butadiene or isoprene. In this case, a catalyst having particularly excellent stability can be obtained. The conjugated diene is preferably used in an amount of about 1 to 200 moles relative to the catalyst component (A).
[0014]
The catalyst is usually prepared at a temperature of about -50 to 30 ° C. The propylene dimerization reaction is carried out in an inert solvent such as toluene, chlorobenzene, hexane, heptane, dichloroethane. The concentration of the catalyst component during the reaction is about 10 −5 to 10 −10 mol / l as nickel atoms.
The reaction temperature is usually about -20 to 50 ° C, the reaction time is usually about 30 minutes to 100 hours, and the pressure in the system is usually about 0 to 30 kg / cm 2 G.
[0015]
The propylene dimerization reaction solution thus obtained may be rectified as it is to obtain DMB-1, or after the dimerization catalyst is deactivated and removed, DMB-1 distillation may be performed. Examples of the propylene dimerization deactivator include aqueous deactivators such as aqueous ammonia, aqueous amines, aqueous sodium hydroxide, and aqueous potassium hydroxide. When these aqueous quenchers are used, distillation is usually performed after removing the aqueous layer from the oil layer containing DMB-1.
[0016]
In the DMB-1 distillation step, DMB-1 having a purity of 92% or more can be obtained by rectification. That is, in the propylene dimer product mixture, DMB-1 having a low boiling point can be obtained as an initial fraction, and if necessary, the lowest boiling point 4-methylpentene in the propylene dimerization product mixture can be obtained. After distilling 1 from the top of the column, the target DMB-1 can be distilled off (pre-fraction DMB-1).
Of the amount of DMB-1 present in the propylene dimerization solution, the amount of DMB-1 distilled from the top of the column can be arbitrarily changed as desired. In other words, an arbitrary amount of DMB-1 is added to the bottom of the column. Normally, the proportion of DMB-1 distilled from the top of the amount of DMB-1 present in the propylene dimerization solution is 15% to 85%. The remaining DMB-1 may be taken out as it is, or may be taken out from the top of the column by distillation as a post-fraction and separated from a high-boiling product having a propylene trimer or higher (post-fraction DMB-1).
[0017]
The residual DMB-1 or post-cut DMB-1 thus obtained can be converted to DMB-2 by using an isomerization catalyst.
Examples of the isomerization catalyst include aliphatic sulfonic acids such as sulfuric acid, methanesulfonic acid and ethanesulfonic acid, strongly acidic ion exchange resins containing sulfonic acid groups, and heteropolyacids such as silicotungstic acid.
[0018]
The concentration of sulfuric acid used is usually 70% or more, preferably about 90-98%. The amount of sulfuric acid added is about 0.05 to 3 wt% with respect to DMB-1, although it depends on the acid concentration. The amount of sulfonic acids added is also about 0.05 to 3 wt% with respect to DMB-1.
[0019]
When a strongly acidic ion exchange resin containing a sulfonic acid group or a heteropolyacid is used as an isomerization catalyst, it can be isomerized from DMB-1 to DMB-2 in a liquid phase or a gas phase by a batch method or a continuous method. . When the isomerization reaction is carried out by a batch method, the strong acid ion exchange resin and the heteropolyacid catalyst are used in an amount of about 0.1 to 1 wt% with respect to DMB-1. In the case of a continuous reaction, the mixture containing DMB-1 can be circulated through the reaction tube filled with the catalyst at a space velocity of about 1 to 100 / h −1 for the isomerization reaction.
[0020]
The isomerization reaction can proceed with or without a solvent. When a solvent is used, an inert solvent such as an aromatic hydrocarbon such as benzene or toluene, or an aliphatic hydrocarbon such as hexane or heptane is usually used. These inert solvents are usually used in an amount of about 0.01 to 10 times by weight with respect to DMB-1. Moreover, the reaction liquid after isomerization can also be used as a solvent at the time of isomerization reaction instead of such a solvent. The temperature during the isomerization reaction is usually about -30 to 100 ° C, preferably about 0 to 60 ° C.
[0021]
Thus, DMB-1 is isomerized to DMB-2. When sulfuric acid or sulfonic acid is used as an isomerization catalyst, an alkaline aqueous solution is added to the reaction mixture after isomerization and stirred, and then the acid catalyst is separated by liquid separation. Can be removed.
When an ion exchange resin or heteropolyacid is used as an isomerization catalyst and the isomerization reaction is carried out by a batch method, the reaction mixture is usually filtered to separate the catalyst and the next distillation can be carried out. In this case, the reaction solution can be used for the next distillation as it is.
[0022]
By distilling the reaction mixture containing DMB-2 thus obtained, DMB-2 having a purity of 99% or more can be obtained.
[0023]
【The invention's effect】
The present invention obtains high purity DMB-1 by distilling a propylene dimerization reaction solution obtained by using a propylene dimerization catalyst having excellent propylene dimerization activity and having excellent DMB-1 selectivity. Furthermore, by converting the distillation residue containing DMB-1 into a reaction solution containing DMB-2 using an acid catalyst and distilling it, high-efficiency DMB-1 and DMB-2 are obtained together. A method can be provided.
[0024]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to these Examples.
[Example 1]
(Preparation of propylene dimerization catalyst solution)
The 50 ml Schlenk tube was purged with nitrogen, cooled to 5 ° C., and at the same temperature, 1.35 ml of a toluene solution containing 0.1 mmol of nickel naphthenate, 0.1 mmol of tricyclohexylphosphine and 8 mmol of isoprene were added, and triethylaluminum 1.0 A toluene solution containing mmol was added. Next, 0.1 mmol of trifluoromethanesulfonic acid was added, and 1.5 mmol of 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropanol was added to obtain a propylene dimerization catalyst solution.
[0025]
[Example 2]
(Propylene dimerization reaction)
The total amount of the catalyst solution and 40 ml of toluene were added to a 1500-ml stainless steel autoclave purged with nitrogen at 10 ° C., and propene was supplied while maintaining a pressure of 3 kg / cm 2 G, followed by reaction at 10 ° C. for 2 hours. After cooling the reaction solution to 5 ° C., unreacted propene was removed from the system. The results of analyzing the reaction mixture by gas chromatography are shown in Table 1 below.
[Table 1]
Figure 0004505947
註)
4M1P: 4-methylpentene-1, 4M2P: cis, trans-4-methylpentene-2, 2M1P: 2-methylpentene-1, 2M2P: 2-methylpentene-2,
Dimer selectivity: Propylene dimerization product ratio in reacted propene x 100
DMB-1 TON: DMB-1 production amount (mmol) / catalyst nickel amount (mmol)
[0026]
[Example 3]
(DMB-1 distillation)
A 1% by weight aqueous 2% sodium hydroxide solution was added to the resulting propylene dimerization reaction solution, stirred at 40 ° C. for 1 h, lowered to 20 ° C., and then separated to obtain 550 g of an oil layer.
550 g of the resulting reaction mixture (containing 320 g of DMB-1) was distilled at normal pressure using a 50-stage rectification column. Distillation was first carried out for a total reflux of 3 hours, and then a 272 g fraction (54-56 ° C.) was withdrawn from the top at a reflux ratio of 30: 1. The purity of DMB-1 in this fraction was 94% (DMB-1 pre-fraction, DMB-1 recovery rate 80%). Further, 81 g of a distillation residue at 56-58 ° C. was obtained from the distillation residue at a reflux ratio of 30: 1.
The purity of DMB-1 in this fraction was 75% (post-DMB-1 fraction, DMB-1 recovery rate 19%).
[0027]
[Example 4]
(DMB-1 → DMB-2 isomerization)
To 80 g of the DMB-1 after-fraction obtained in Example 3, 0.4% by weight of 90% sulfuric acid was added and reacted at 30 ° C. for 3 hours. Subsequently, 50 wt% of 5% aqueous sodium hydroxide solution was added to the reaction solution, stirred at 25 ° C. for 0.5 hour, and then separated to obtain 80 g of an oil layer. As a result of analyzing the reaction solution by gas chromatography, the ratio of DMB-2 to DMB-1 + DMB-2 was 91.0%, and the pure DMB-2 content was 52 g.
[0028]
[Example 5]
A reaction tube (inner diameter 7 mm, length 15 cm) was filled with 2 ml of Amberlyst 15 (strongly acidic ion exchange resin), and then 80 g of DMB-1 tail fraction obtained in the same manner as in Example 3 (purity 75) %) Was circulated at 50 ° C. and 11.2 ml / hr for 8 hours. The obtained reaction solution was 67 g, and the ratio of DMB-2 to DMB-1 + DMB-2 was 91.5%.
The content of DMB-2 was 45.6 g.
[0029]
[Example 6]
A reaction tube (inner diameter 7 mm, length 15 cm) was filled with 0.94 g (2 ml) of silicotungstic acid supported on an activated carbon and calcined, and then 80 g of a DMB-1 after-fraction obtained in the same manner as in Example 3 was obtained. (Purity 75%) was circulated at 20 ° C. and 11.2 ml / hr for 8 hours. The obtained reaction liquid was 67 g, the ratio of DMB-2 to DMB-1 + DMB-2 was 91.2%, and the content of DMB-2 was 45.3 g.
[0030]
[Example 7]
(DMB-2 distillation)
80 g of the reaction solution obtained in Example 4 was distilled at normal pressure using a 30-stage rectification column. Distillation was first carried out for 2 hours in total reflux, and then DMB-1, 4M2P, 2M1P, and 2M2P were distilled from the top of the column under a reflux ratio of 36: 1 and excluded (50-68 ° C. fraction). Next, the reflux ratio was lowered to 10: 1 and 35 g of a 68-73 ° C. fraction was obtained from the top of the column. When this fraction was analyzed by gas chromatography, the purity of DMB-2 was 99.0%.
[0031]
[Example 8]
It carried out based on Example 7 except having used 67 g of the reaction liquid obtained in Example 5. The DMB-2 fraction was 30 g, and the purity of DMB-2 was 99.0%.
[0032]
[Example 9]
It carried out based on Example 7 except having used 67g of the reaction liquid obtained in Example 6. FIG. The DMB-2 fraction was 30 g, and the purity of DMB-2 was 99.0%.

Claims (4)

下記ニッケル錯体触媒を用いてプロピレンを二量化し(プロピレン二量化工程)、得られた反応液を精留することにより2,3−ジメチルブテン−1を得た後(ジメチルブテン−1蒸留工程)、その蒸留残液を硫酸、スルホン酸、またはヘテロポリ酸と接触させて該蒸留残液中の2,3−ジメチルブテン−1を2,3−ジメチルブテン−2に異性化し(異性化工程)、その反応液を精留することにより2,3−ジメチルブテン−2を得る(ジメチルブテン−2蒸留工程)ことからなる2,3−ジメチルブテン−1と2,3−ジメチルブテン−2の併産方法。
(A)ニッケルの有機酸塩、無機酸塩及び錯化合物から選ばれる少なくとも1種のニッケル化合物、(B)トリアルキルアルミニウム、(C)一般式(1)
PR123 (1)
(式中、R1、R2およびR3は、同一または相異なり、アルキルもしくはアルコキシで置換されていてもよいフェニル基、アルキル基、シクロアルキル基またはアラルキル基を表す。)で示される3価のリン化合物、(D)フッ素化イソプロパノールまたは一般式(2)
Figure 0004505947
(式中、X1〜X5は同一または相異なり、ハロゲンまたは水素原子を表し、少なくとも一つはハロゲン原子である。)で示されるハロゲン化フェノール類、および(E)スルホン酸類及びジアルキル硫酸類から選ばれる少なくとも1種の硫黄化合物、からなるニッケル錯体触媒。
After dimerizing propylene using the following nickel complex catalyst (propylene dimerization step) and rectifying the resulting reaction solution, 2,3-dimethylbutene-1 was obtained (dimethylbutene-1 distillation step) , Contacting the distillation residue with sulfuric acid, sulfonic acid, or heteropolyacid to isomerize 2,3-dimethylbutene-1 in the distillation residue to 2,3-dimethylbutene-2 (isomerization step), By rectifying the reaction solution, 2,3-dimethylbutene-2 is obtained (dimethylbutene-2 distillation step), which is a combined production of 2,3-dimethylbutene-1 and 2,3-dimethylbutene-2 Method.
(A) At least one nickel compound selected from organic acid salts, inorganic acid salts and complex compounds of nickel, (B) trialkylaluminum, (C) general formula (1)
PR 1 R 2 R 3 (1)
(Wherein R 1 , R 2 and R 3 are the same or different and each represents a phenyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aralkyl group which may be substituted with alkyl or alkoxy). A phosphorus compound of (D) fluorinated isopropanol or general formula (2)
Figure 0004505947
(Wherein X 1 to X 5 are the same or different and represent a halogen atom or a hydrogen atom, and at least one is a halogen atom), and (E) sulfonic acids and dialkyl sulfates A nickel complex catalyst comprising at least one sulfur compound selected from:
異性化工程に使用するスルホン酸がスルホン酸基を有する強酸性イオン交換樹脂である請求項1記載の方法 The method according to claim 1, wherein the sulfonic acid used in the isomerization step is a strongly acidic ion exchange resin having a sulfonic acid group . 異性化工程に使用するヘテロポリ酸がケイタングステン酸である請求項1記載の方法 The process according to claim 1, wherein the heteropolyacid used in the isomerization step is silicotungstic acid . 蒸留残液をさらに蒸留し、ジメチルブテン−1の後留分を得、この後留分を蒸留残液に置き換えて、異性化工程、次いでジメチルブテン−2蒸留工程を実施する請求項1、2または3に記載の方法 The distillation residue is further distilled to obtain a dimethylbutene-1 after-distillation, and the isomerization step and then the dimethylbutene-2 distillation step are carried out by substituting the distillate with the distillation residue Or the method of 3 .
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