JPH0427968B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明の対象は、シクロヘキシルヒドロペルオ
キシドを、酸化物形でコバルトとして計算してコ
バルト２〜30重量％を含有する担体触媒を用いて
30〜160℃の温度で処理することによりシクロヘ
キサノール及びシクロヘキサノンを製造する方法
である。 シクロヘキサンを空気又は酸素で高圧及び高温
下に酸化することにより、シクロヘキサノール、
シクロヘキサノン、シクロヘキシルヒドロペルオ
キシド、その他のペルオキシド、酸及びエステル
から成る混合物が得られる。収率を改良するため
には、通常形成されたシクロヘキシルヒドロペル
オキシドは特別の条件下にシクロヘキサノール及
びシクロヘキサノンから成る混合物に転化され
る。大抵の場合、酸化中に特殊な遷移金属塩を添
加することにより形成されたシクロヘキシルヒド
ロペルオキシドの同時分解は実施さる。ドイツ連
邦共和国特許第1002754号明細書には、均一に溶
解したコバルト塩又はクロム塩を用いる酸化及び
解ペルオキシド化が記載されている。この課題
は、ドイツ連邦共和国特許出願公告第1193501号
明細書によれば、銅塩及びマンガン塩によつても
満足される。しかしながら、これらの方法は収率
に関しては更に改善されるべきである。更に、金
属塩を再び回収することが必要である。 シクロヘキシルヒドロペルオキシドを含有する
混合物を分解するためには担体触媒も既に使用さ
れた。米国特許第2851496号明細書には、適当な
触媒として活性化酸化アルミニウム、シリカゲ
ル、炭又はケイソウ土上の第８属の金属例えばコ
バルトが記載されている。しかしながら、これら
の触媒は寿命、感水性及び感酸性に関して更に改
善されるべきである。 従つて、シクロヘキシルヒドロペルオキシドを
分解してシクロヘキサノン及びシクロヘキサノー
ルを得るために、高い収率及び高い転化率を可能
にし、更に長い寿命を有しかつ水及び酸に対する
感受性が低い触媒を見出す課題が生じた。 この課題は、シクロヘキシルヒドロペルオキシ
ドを、酸化物形でコバルトとして計算してコバル
ト２〜30重量％を含有する担体触媒を用いて30〜
160℃の温度で処理することによりシクロヘキサ
ノール及びシクロヘキサノンを製造する方法にお
いて、担体としてゼオライトを使用することによ
り解決される。 本発明の新規方法は、シクロヘキシルヒドロペ
ルオキシドのシクロヘキサノール及びシクロヘキ
サノンへの分解が高い転化率及び高い収率で進行
するという利点を有する。更に、本新規方法は、
触媒が長い寿命を有するという利点を有する。更
に、本新規方法は、触媒が水及び酸に対して感受
性が低くかつ活性触媒金属が僅かに溶離されるに
すぎないという利点を有する。 好ましくは、シクロヘキサン中のシクロヘキシ
ルヒドロペルオキシドの溶液から出発する。適当
な溶液は例えばシクロヘキシルヒドロペルオキシ
ド0.5〜10重量％を含有する。特に好ましくは、
シクロヘキサンを分子酸素又は分子酸素を含有す
る例えば空気で液相中で130〜200℃の温度及び５
〜25バールの圧力下に場合によりコバルト塩等の
触媒の併用下に酸化することにより得られた混合
物から出発する。好ましくは、こうして得られた
反応混合物を更に処理する前に水又はアルカリ液
で洗浄する。 典型的反応混合物はシクロヘキサン中の他にシ
クロヘキサノン及びシクロヘキサノール３〜７重
量％並びにシクロヘキシルヒドロペルオキシド
0.5〜3.5重量％、更に副生成物例えばエステル、
カルボン酸並びに場合により水を例えば２重量％
まで含有する。適当な反応混合物は例えばドイツ
連邦共和国特許第1046610号明細書に記載の方法
に基づいている。 処理は酸化物形でコバルトとして計算しててコ
バルト２〜30重量％、特に10〜25重量％を含有す
る担体触媒の存在下に実施し、この場合担体とし
てゼオライトを使用する。上記パーセント値は担
体と触媒活性金属との総材料を基準とする。好ま
しくは、担体としてＡ−、Ｘ−又はＹ−ゼオライ
トを使用する。また、触媒はナトリウムを結合し
た形でナトリウムとして計算して３〜16重量％を
含有するのが有利であることが立証された。触媒
を製造する際に良好な変形性を得るためには、好
ましくは触媒材料の成形前に例えば酸化アルミニ
ウム又は水酸化アルミニウム例えばベーマイトを
30重量％まで結合剤として加えるべきである。こ
の場合、上記パーセント値は触媒活性金属、ゼオ
ライト及び結合剤から成る総材料を基準としてい
る。特に有利な触媒においては、触媒活性金属は
ゼオライト内に埋込まれている。 適当な触媒は例えば前記のゼオライト上に加熱
すると酸化物形に移行するコバルト化合物を水溶
液から沈殿させることにより得られる。適当な触
媒は例えば硝酸コバルト、硫酸コバルト又は酢酸
コバルトである。沈殿の際には、アルカリ金属水
酸化物又は炭酸塩水溶液を添加することによりPH
値を7.5〜12、特に８〜11に保持するのが有利で
あることが判明した。好ましくは、沈殿は40〜
100℃の温度で実施する。引続き、こうして得ら
れた水酸化コバルト又は炭酸コバルトを含有する
ゼオライト担体を水で洗浄する。好ましくは、ア
ルカリ性の水で例えばPH８〜10で洗浄する。次い
で、こうして得られた担体触媒を好ましくは100
〜150℃で例えば２〜20時間乾燥し、引続き200〜
600℃の温度で例えば２〜８時間焼成する。この
焼成は好ましくは分子酸素又は分子酸素を含有す
るガス例えば空気の存在下に実施する。 使用触媒の前記の有利な製法の他に、コバルト
塩を含浸又は噴霧によつて施し、引続き加熱によ
り完成触媒を製造することも可能である。 触媒を圧縮成形体に加工しようとする場合に
は、焼成の前又は後に例えばベーマイトを35重量
％まで添加し、そうして得られた混合物を圧縮成
形体に加工するのが有利であることが立証され
た。レントゲン写真で確認することは常には不可
能であるが、コバルトはその酸化物の形で存在す
ると見なされる。また、製造過程でのゼオライト
との部分的イオン交換も排除されない。 シクロヘキシルヒドロペルオキシド又は該化合
物を含有する溶液の処理は30〜160℃の温度で実
施する。特に良好な結果は80〜120℃の温度で得
られる。処理は大気圧又はシクロヘキサンの酸化
の際に適用されるような僅かに高めた圧力例えば
20バールまでの圧力で実施することができる。 処理はバツチ式で実施することがだできる。し
かしながら、工業的に好ましくは、シクロヘキシ
ルヒドロペルオキシドを含有する溶液及び反応混
合物を連続的に、該溶液又は混合物を固定配置し
た触媒床を通過させることにより処理する。長期
の作動時間後に触媒の活性度が減退した場合に
は、該触媒は容易に分子酸素を含有するガス例え
ば空気で例えば150〜500℃の温度で処理すること
により再活性化することができる。 本発明方法に基づいて得られるシクロヘキサノ
ール及びシクロヘキサノンは、アジピン酸又はシ
クロヘキサノンオキシム、すなわちカプロラクタ
ムの先駆物を製造するために適当である。 次に、本発明方法をを実施例で詳細に説明す
る。 実施例 １ ａ） 触媒の製造 Co（NO₃）₂・6H₂O 1455ｇを蒸留水1000ｇ中に
溶かす。この溶液をゼオライト4A 500ｇに加え
る。回転蒸発器でで水噴射真空中、水浴温度約95
〜100℃で、触媒が乾燥するまで水相を蒸発させ
る。該触媒を摩砕しかつ炉中300℃で３時間焼成
する。その際、触媒はCo26.6重量％及びNa 7.8
重量％を含有し、該触媒の水性懸濁液はPH9.8を
呈する（触媒）。 ストランド圧縮成形体を製造するために、触媒
粉末をベーマライト〔AlO（OH）〕と混合し、コ
ロイド化しないように1/2時間捏和しかつ４mmの
ストランド圧縮成形体に押出す。次いで、該スト
ランド圧縮成形体を再度300℃で３時間焼成する。
完成した触媒（）は以下の組成： Co18重量％、Na5.3重量％、Al23.2重量％、残
りSi及びＯ、NO₃含有率0.5重量％ を有する。 ｂ） シクロヘキシルヒドロペルオキシドの転化 内部温度計及び還流冷却器を備えた撹拌フラス
コ中で、前記触媒粉末（）２ｇを、145℃及び
12バールでシクロヘキサンを空気酸化することに
より得られた酸化混合物（組成：シクロヘキサノ
ン1.81重量％、シクロヘキサノール2.61重量％、
シクロヘキシルヒドロペルオキシド1.48重量％、
残りシクロヘキサン及び副生成物例えば酸及びエ
ステル）100ｇと一緒に80℃で30分間撹拌する。
反応生成物はガスクロマトグラフイー分析によれ
ば以下の組成： シクロヘキサノン2.31重量％、シクロヘキサノ
ール3.15重量％、シクロヘキシルヒドロペルオ
キシド0.38重量％、残りシクロヘキサン及び副
生成物例えば酸及びエステル を有する。74重量％のベルオキラド転化率に対し
て、シクロヘキサノン及びシクロヘキサノールの
収率は119重量％である。 比較例 Co（NO₃）₂・6H₂O728ｇを蒸留水500mlに溶か
す。この溶液に、活性炭ストランド（４mm）500
mlを加える。上方の溶液を留去しかつ触媒を乾燥
棚中100℃で乾燥する。乾燥処理を５回繰返し、
次いでCo全量を施す。100〜110℃で乾燥した後、
ストランドをマツフル炉中N₂雰囲気下に300℃で
焼成する。完成触媒はCc32.6重量％を含有する。
触媒２ｇを粉砕しかつ前記酸化溶液100ｇと一緒
に80℃で30分間撹拌する。ペルオキシド転化率は
94重量％であり、シクロヘキサノン及びシクロヘ
キサノールの収率は87重量％にすぎない。 実施例 ２ 二重ジヤケツト及び内蔵の熱電素子を備えたガ
ラス管（内径30mm、長さ400mm）に触媒（）200
ml（150ｇ）を充填する、ジヤケツト内を循環す
る加熱液体によつて保持される80℃の温度で、触
媒を下から流動させる。フイードはポンプで一定
に保持する。該フイード混合物はシクロヘキサン
を空気で酸化することにより得られかつシクロエ
キサンの他にシクロヘキサノン1.64重量％、シク
ロヘキサノール2.40重量％、シクロヘキシルヒド
ロペルオキシド1.47重量、その他のペルオキシド
0.06重量％、酸及びカルボン酸エステル0.9当
量／を含有する。種々の時点で、反応生成物を
分析する。亀裂容積を基準として有効滞留時間は
18.5分である。

【表】 比較例 ２ 比較例１からのCo／炭触媒200ml（110ｇ）を
前記の実験装置に充填しかつ酸化物混合物を処理
する。

【表】 実施例 ３ ａ） 触媒の製造 ゼオライトＡ 50ｇを水２に懸濁させ、80℃
に加熱しかつPH値をカセイソーダ溶液で10.5〜11
に調整する。この懸濁液に水300ml中のCo
（NO₃）₂・6H₂O195ｇの溶液を加える。この添加
は１〜２時間かけて行ない、この際水300ml中の
水酸化ナトリウム35ｇの溶液を同時に加えること
により前記PH値が保持されるように配慮する。添
加終了後、温度を100℃に高めかつ60〜70℃に冷
却した後沈殿物を別しかつ水1500mlで洗浄し、
該PH値をカセイソーダ溶液を加えることにより約
８に調整する。引続き、過ケークを120℃で18
時間乾燥しかつ次いで300℃に３時間加熱する。
こうして得られた触媒はコバルト24.5重量％、ナ
トリウム68重量％並びに硝酸塩0.5％を含有する。 ｂ） シクロヘキシルヒドロペルオキシドの分解 オートクレーブ中でシクロヘキサン中のシクロ
ヘキシルヒドロペルオキシド2.0重量％及びシク
ロヘキサノン2.0重量％の溶液100ｇを前記触媒
2.0ｇと一緒に撹拌下に80℃に30分間加熱する。
引続き、触媒を別し、シクロヘキサンで洗浄し
かつ繰返し使用する。その都度得られた液をシ
クロヘキサノン、シクロヘキサノール及びシクロ
ヘキシルヒドロペルオキシドについて分析する。
結果は以下の表にまとめて示す。３回の使用後、
反応生成物中にコバルト0.03ppmが検出可能であ
る。

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シクロヘキシルヒドロペルオキシドを、酸化
   物形でコバルトとして計算してコバルト２〜30重
   量％を含有する担体触媒を用いて30〜160℃の温
   度で処理することによりシクロヘキサノール及び
   シクロヘキサノンを製造する方法において、担体
   としてゼオライトを使用する、シクロヘキサノー
   ル及びシクロヘキサノンの製法。 ２ 担体としてＡ−、Ｘ−又はＹ−ゼオライトを
   使用する、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ シクロヘキサンを分子酸素又は分子酸素を含
   有するガスで酸化することにより得られたシクロ
   ヘキシルヒドロペルオキシドを含有する混合物を
   使用する、特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   の方法。