JPH04330947A - 1−ビニルアダマンタン製造用触媒およびこれを用いた1−ビニルアダマンタンの製造方法 - Google Patents
1−ビニルアダマンタン製造用触媒およびこれを用いた1−ビニルアダマンタンの製造方法Info
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- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】ポリスチレンなどの樹脂の成分と
して1−ビニルアダマンタンを用いると、高耐熱性で機
械的強度が高く、屈折率の高い樹脂が得られる。このよ
うに機能性樹脂の原料として有望な1−ビニルアダマン
タンを、1−エチルアダマンタンの接触脱水素反応とい
う最も簡潔な方法で合成するための触媒およびこの触媒
を用いた1−ビニルアダマンタンの製造方法に関する。 【0002】 【従来の技術】アダマンタンは10個の炭素原子が高い
対称性で、しかも歪なく結合した、安定性の高い分子で
ある。これまでに多数のアダマンタンの誘導体が合成さ
れ、これらを用いた高分子材料は、優れた特性を持つも
のとして注目されている。例えば東村(公開特許公報
昭60−229910)は、1−アダマンチルアセチ
レン類の単独重合体および共重合体で、高い耐熱性・安
定性を見いだしている。不可三ら(特許公報 昭61
−38730)は、アダマンタン骨格を含むエポキシ樹
脂を合成し、優れた熱的・機械的安定性を報告している
。荒川ら(公開特許公報 平01−283236)は
、アダマンチルアクリレートを含む共重合体が、機械的
・熱的に優れるだけでなく、光屈折率も高いことを報告
した。 【0003】1−ビニルアダマンタンは、アダマンタン
骨格にビニル基を有するもので、ポレスチレン等のビニ
ル系共重合体の成分として注目されるが、製法は未だ確
立されていない。以前に報告された1−ビニルアダマン
タンの合成方法は以下のような例がある。 【0004】 【化1】 【0005】 【化2】 【0006】 【化3】 【0007】 【化4】 【0008】これらの例は、すべてアダマンタンを出発
原料にして、4〜6段階の反応過程を経て得られるもの
であり、最終的収率は低いものである。さらに製造工程
が複雑な多段階なので、大量生産・連続生産には向かな
い方法である。 【0009】スチレンは類似構造のビニル化合物の中で
大量生産されているものであり、エチルベンゼンの脱水
素反応で得られる。同様に、1−エチルアダマンタンの
脱水素反応で1−ビニルアダマンタンが得られれば、簡
潔で大量・連続生産に適した最も優れた方法となりうる
。原料の1−エチルアダマンタンはアダマンタンとエタ
ノールから得られる(前記(3)参照)他、アダマンタ
ンを経ずにアセナフテンを原料としたアダマンタン転位
で直接得ることもできる。 【0010】1−エチルアダマンタンの脱水素反応で1
−ビニルアダマンタンを得る反応は、Ganzら( 米
国特許3,255268号 )が試みている(前記(3
)の6参照)。彼らは、Cr2O3−Al2O3 を触
媒として用い、原料の分圧を下げるとともに生成する水
素を消費させるために、大量のベンゼンを希釈剤として
系内に導入している。反応温度は480−580℃で、
16−27%の収率で1−ビニルアダマンタンを得てい
る。 【0011】しかしながらこの方法は、触媒の表面に炭
素質の析出が著しく、触媒活性が急速に低下し、きわめ
て頻繁に再生処理を行わなければならないという欠点を
持っている。スチレン合成の場合は、希釈剤として水蒸
気を用い、析出する炭素質を水蒸気との反応で主にCO
2 として除去している。 C+H2 O→CO+H2 CO+H2 O→CO2 +H2 彼らの触媒系に水蒸気を導入すると、それ自体が触媒毒
となって活性が急速に低下する。 【0012】従って、1−エチルアダマンタンの脱水素
反応で1−ビニルアダマンタンを製造するためには、水
蒸気雰囲気下で安定で、析出炭素をCO2として除去し
、活性を維持できるような触媒系の開発が最も重要な課
題となる。 【0013】 【発明が解決しようとする課題】1−エチルアダマンタ
ンの脱水素反応という、最も単純な方法で1−ビニルア
ダマンタンを合成しようとするCr2O3−Al2O3
触媒による1−エチルアダマンタン脱水素反応による
方法は、触媒層に原料を流通するだけの簡素な方法で、
大量・連続生産には適合する。しかし触媒への炭素質の
沈着が著しいため、触媒の活性低下が顕著である。従っ
て、触媒の再生操作を頻繁に行わなければならず、煩雑
である。 【0014】本発明は、Cr2O3−Al2O3 触媒
に種々のアルカリ金属化合物を添加することによって、
水蒸気雰囲気下でも安定を保ち、析出炭素を水蒸気との
反応で速やかにCO2 として除去し、触媒の活性を長
時間保ち、再生処理回数を大幅に削減することのできる
1−ビニルアダマンタン製造用触媒およびこれを用いた
1−ビニルアダマンタンの製造方法を提供することを目
的とするものである。 【0015】 【課題を解決するための手段】本発明者らは従前より、
鉄系複合酸化物を触媒として用いたアルキルベンゼンの
脱水素反応の研究を行い、触媒の成分としてアルカリ金
属・アルカリ土類金属の炭酸塩・水酸化物等を添加する
ことによって、析出する炭素を水蒸気との反応によって
除去することができることを報告した(石油学会誌19
90年)。同様の効果が、本反応におけるCr2O3−
Al2O3 触媒に対しても下記のように確認して本発
明に至ったのである。 【0016】Cr2O3−Al2O3 触媒で、反応原
料の希釈剤としてヘリウムを用い、反応系中に水蒸気を
添加しない場合、最初は触媒は高活性で、選択率も良好
だった。しかしこの条件下では30分間で活性が低下し
た。空気処理によって活性は回復するが、反応を継続す
るには、(1)反応、(2)窒素パージ、(3)空気処
理、(4)窒素パージというサイクルを繰り返さなけれ
ばならず、操作時間の約1/3のみが反応時間となる。 【0017】Cr2O3−Al2O3 触媒で、水蒸気
を希釈剤とした場合は、さらに活性低下が急速で、30
分後には活性は約1/5に低下し、水蒸気による炭素除
去効果は全く見られなかった。 【0018】Cr2O3−Al2O3−K2CO3触媒
で水蒸気を希釈剤とした場合、触媒は安定であり、初期
活性より最初の4時間はしだいに活性が上昇する傾向が
見られた。その後も活性はゆっくり低下するが、Cr2
O3−Al2O3 触媒に比べて格段に安定性が向上し
た。反応生成物にはCO2 が含まれており、炭素除去
反応が有効に行われていることがわかった。 【0019】すなわち、本発明は、クロミア−アルミナ
−アルカリ金属化合物からなる1−ビニルアダマンタン
製造用触媒を提供するものである。この触媒において、
クロミアの含有量は5〜40wt%、アルカリ金属化合
物の含有量は1〜30wt%であるのが好適である。 【0020】本発明はまた、1−エチルアダマンタンを
接触脱水素して1−ビニルアダマンタンを製造するにあ
たり、上記触媒を用いることを特徴とする1−ビニルア
ダマンタンの製造方法を提供するものである。この触媒
はスチーム共存下において使用しても問題を生じない。 【0021】 【作用】本発明は、1−エチルアダマンタンから接触脱
水素により1−ビニルアダマンタンを製造する方法およ
びこれに用いる触媒に関するものであるが、このとき適
当な触媒が従来なく、あるいは多段の煩雑な反応系を用
いる必要があるという問題があったのは前述の通りであ
る。 【0022】本発明はこのような従来技術の問題点を一
挙に解決するもので、容易に得られる1−エチルアダマ
ンタンから本発明の触媒との接触により脱水素する1ス
テップで1−ビニルアダマンタンを製造しようとするも
のである。原料として用いる1−エチルアダマンタンは
冒頭の(3)に例示されるように容易に得られる。 【0023】本発明の1−ビニルアダマンタン製造用触
媒はクロミア(酸化クロム)−アルミナ−アルカリ金属
化合物よりなる。この触媒において、アルカリ金属化合
物としてNa、K、Csなどのアルカリ金属の炭酸塩、
水酸化物などの強塩基化合物を用いる。酸化クロム(ク
ロミア)の含有量は1〜30wt%(5〜20wt%が
望ましい)、アルカリ金属化合物の含有量は1〜20w
t%(2〜10wt%が望ましい)であり、残部をAl
2 O3 とする。酸化クロムの含有量は1wt%未満
では1−ビニルアダマンタン選択率が低くなり、30w
t%をこえると1−エチルアダマンタン転化率が著しく
低くなるので、1〜30wt%にするのがよい。また、
アルカリ金属化合物の含有量は1wt%未満では1−ビ
ニルアダマンタン選択率の経時低下が大きくなり、20
wt%をこえると1−エチルアダマンタン転化率が低下
するので、1〜20wt%にするのがよい。 【0024】本発明の触媒の作用秩序は以下の通りと考
えられる。脱水素反応に用いる触媒は、強い塩基成分を
含むことによって活性が高められる例は多い。これは触
媒表面に強塩基点が生じると原料分子から水素イオンを
引き抜くことによって活性化がなされるからであり、本
触媒でも同様の作用で、アルカリ金属の添加が触媒活性
に寄与しているものと思われる。さらに、アルカリ金属
イオンは、炭化水素や炭素と水蒸気とが反応してCO、
CO2 が生成する反応(水性ガス反応)に最も優れた
触媒として知られ、脱水素触媒のみならず水蒸気改質触
媒など炭素析出のともなわれやすい反応にはしばしば用
いられる添加物である。このような作用によって、析出
炭素の除去がなされ、活性の維持がなされるものと考え
られる。 【0025】なお、Cr2O3−Al2O3 触媒およ
びCr2O3−Al2O3−K2CO3 触媒の調製法
に関しては文献(「元素別触媒便覧」地人書館、「触媒
調製」白崎・藤堂 講談社)に記載されている通り、
さまざまな方法が提案されている。 以下に一例を示す。 (1)硝酸アルミニウムおよび硝酸クロムの所定量を純
水に溶かし、撹拌しながらアンモニア水を滴下しpHを
8にあわせる。 (2)得られた沈殿をろ過・水洗し、さらに所定量のア
ルカリ金属化合物の水溶液を加えよく撹拌する。 (3)ロータリーエバポレーターで水分を除去した後、
120℃で1昼夜乾燥し、さらに180℃30分、50
0℃2時間、700℃3時間空気中焼成する。ふるい分
けして20−60メッシュに揃える。 【0026】上記触媒を用いて、本発明においては、1
−エチルアダマンタンより1−ビニルアダマンタンを製
造する。その製造条件は、温度は520〜650℃の範
囲とし、圧力は0.1〜1気圧とし、用いる触媒量は触
媒対原料供給量の比で70〜130g−cat・h/m
ol とし、原料の1−エチルアダマンタンを適量反応
させる。 【0027】その一例を示すと、1−エチルアダマンタ
ンの脱水素反応は流通系反応装置を用いて常圧下、52
0−650℃で行う。外径10mmのステンレス管に触
媒3gを充填し、ヘリウム気流中反応温度まで昇温して
から、1/1.5〜3の重量比で水と1−エチルアダマ
ンタンを供給する。反応生成物は下流の氷浴で捕集し、
ガスクロマトグラフで気相および液相生成物を分析し、
転化率、選択率、収率を調べる。 【0028】 【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。 (実施例1) (触媒の調製)1Lビーカー中の純水500mlに、硝
酸アルミニウム110gと硝酸クロム21.1gを完全
に溶解させた。この溶液を十分に撹拌しながら、2倍希
釈のアンモニア水を少しずつ滴下した。しだいに灰色の
沈殿が生じた。pHメーターで確かめながら、pH=8
になったところでアンモニア水の滴下を中止した。しば
らく撹拌を続けた後、吸引ろ過し、十分に水洗した。 【0029】得られた沈殿物を再びビーカーに移し、炭
酸カリウム1gを溶かした100mlの水溶液を加えて
よく撹拌した。懸濁液をナス型フラスコに移して、ロー
タリーエバポレーターで水分を除去した。固化した沈殿
物を蒸発皿に移し、乾燥器中で120℃、一昼夜乾燥し
た。さらに石英管に移して、約200ml/minの空
気を流通させながら、180℃で30分、500℃で2
時間、700℃で3時間の順に逐次焼成した。得られた
触媒は、ふるい分けして20−60メッシュのものを用
いた。 【0030】(触媒活性試験)外径10mmのステンレ
ス管に触媒2〜3gを充填し、ヘリウム気流中にて反応
温度(550〜620℃)まで昇温した。温度が安定し
たら、水と1−エチルアダマンタンを重量比1.7/1
で供給し(供給量1−エチルアダマンタン4.15g/
h)、180℃で蒸発させてから反応管に導いた。反応
管の下流に氷浴を取り付け、反応生成物と未反応物を捕
集した。30分毎にサンプリングし、気相成分・液相成
分のおのおのをガスクロマトグラフで分析した。反応結
果の例を表1および図1に示す。 【0031】
表 1 ──
───────────────────────
反応時
間 転化率 収 率
選択率
h mol%
mol% mol%
──
───────────────────────
1 16.0 2.2
13.8
2 20.6
4.2 20.6
4
23.0 8.0 34.
7
5 19.6 7.
2 36.6
───────────────
──────────
反応温度 620℃、W/F=1
20g・h/mol 触媒組
成 Cr2O3 20%、K2CO3 5%、Al2
O3 75% 【0032】(
実施例2) (触媒調製)実施例1と同様の調製法で、K2CO3
添加量を変えた触媒を調製した。 (触媒活性試験)実施例1と同様の条件下で行った。K
2CO3 添加量の異なる触媒を用いた時の反応結果を
図2に示す。 【0033】(実施例3) (触媒調製)実施例1に準じた調製法で、K2CO3
の代りにNa2CO3及びCs2CO3を用いて調製し
た。 (触媒活性試験)実施例1と同様の条件下で行った。N
a2CO3、Cs2CO3を5%添加した触媒を用いた
時の反応結果を表2に示す。 表 2 アルカリ金属の種類
による活性・選択性の差異 ─────────
───────────────────────
触媒成分 反応時間
転化率 収 率 選択率
アルカリ金属
h mol%
mol% mol%
──────────────────────
────────── K2CO
3 1 16.
0 2.2 13.8
4
23.0 8.0 3
4.7 Cs2CO3
1 23.0
3.4 14.9
4
5.3 1.6 29.7
Na2CO3
1 18・3 1.9
10.6
4 17
.5 5.7 32.6
─────────────────────
───────────
反応温度 620℃、W/F=120g・h/m
ol 触媒組成 Cr2O
3 20%、M2CO3 5%、Al2O3 75%
【0034】(実施例4) (触媒調製)実施例1に準じた調製法で、Cr2O3
濃度を変えた触媒を調製した。 (触媒活性試験)実施例1と同様の条件下で行った。C
r2O3 濃度を変えた触媒を用いた時の反応結果を表
3及び図3に示す。 【0035】 【表1】 【0036】 【発明の効果】本触媒の発明によって、1−エチルアダ
マンタンから1−ビニルアダマンタンを合成する最も簡
素なルートが開発された。大量・連続生産に適した方法
なので、高分子原料のように1−ビニルアダマンタンを
多量に使う用途にも対応することができ、機能性樹脂な
ど1−ビニルアダマンタンの用途が拓かれる。
して1−ビニルアダマンタンを用いると、高耐熱性で機
械的強度が高く、屈折率の高い樹脂が得られる。このよ
うに機能性樹脂の原料として有望な1−ビニルアダマン
タンを、1−エチルアダマンタンの接触脱水素反応とい
う最も簡潔な方法で合成するための触媒およびこの触媒
を用いた1−ビニルアダマンタンの製造方法に関する。 【0002】 【従来の技術】アダマンタンは10個の炭素原子が高い
対称性で、しかも歪なく結合した、安定性の高い分子で
ある。これまでに多数のアダマンタンの誘導体が合成さ
れ、これらを用いた高分子材料は、優れた特性を持つも
のとして注目されている。例えば東村(公開特許公報
昭60−229910)は、1−アダマンチルアセチ
レン類の単独重合体および共重合体で、高い耐熱性・安
定性を見いだしている。不可三ら(特許公報 昭61
−38730)は、アダマンタン骨格を含むエポキシ樹
脂を合成し、優れた熱的・機械的安定性を報告している
。荒川ら(公開特許公報 平01−283236)は
、アダマンチルアクリレートを含む共重合体が、機械的
・熱的に優れるだけでなく、光屈折率も高いことを報告
した。 【0003】1−ビニルアダマンタンは、アダマンタン
骨格にビニル基を有するもので、ポレスチレン等のビニ
ル系共重合体の成分として注目されるが、製法は未だ確
立されていない。以前に報告された1−ビニルアダマン
タンの合成方法は以下のような例がある。 【0004】 【化1】 【0005】 【化2】 【0006】 【化3】 【0007】 【化4】 【0008】これらの例は、すべてアダマンタンを出発
原料にして、4〜6段階の反応過程を経て得られるもの
であり、最終的収率は低いものである。さらに製造工程
が複雑な多段階なので、大量生産・連続生産には向かな
い方法である。 【0009】スチレンは類似構造のビニル化合物の中で
大量生産されているものであり、エチルベンゼンの脱水
素反応で得られる。同様に、1−エチルアダマンタンの
脱水素反応で1−ビニルアダマンタンが得られれば、簡
潔で大量・連続生産に適した最も優れた方法となりうる
。原料の1−エチルアダマンタンはアダマンタンとエタ
ノールから得られる(前記(3)参照)他、アダマンタ
ンを経ずにアセナフテンを原料としたアダマンタン転位
で直接得ることもできる。 【0010】1−エチルアダマンタンの脱水素反応で1
−ビニルアダマンタンを得る反応は、Ganzら( 米
国特許3,255268号 )が試みている(前記(3
)の6参照)。彼らは、Cr2O3−Al2O3 を触
媒として用い、原料の分圧を下げるとともに生成する水
素を消費させるために、大量のベンゼンを希釈剤として
系内に導入している。反応温度は480−580℃で、
16−27%の収率で1−ビニルアダマンタンを得てい
る。 【0011】しかしながらこの方法は、触媒の表面に炭
素質の析出が著しく、触媒活性が急速に低下し、きわめ
て頻繁に再生処理を行わなければならないという欠点を
持っている。スチレン合成の場合は、希釈剤として水蒸
気を用い、析出する炭素質を水蒸気との反応で主にCO
2 として除去している。 C+H2 O→CO+H2 CO+H2 O→CO2 +H2 彼らの触媒系に水蒸気を導入すると、それ自体が触媒毒
となって活性が急速に低下する。 【0012】従って、1−エチルアダマンタンの脱水素
反応で1−ビニルアダマンタンを製造するためには、水
蒸気雰囲気下で安定で、析出炭素をCO2として除去し
、活性を維持できるような触媒系の開発が最も重要な課
題となる。 【0013】 【発明が解決しようとする課題】1−エチルアダマンタ
ンの脱水素反応という、最も単純な方法で1−ビニルア
ダマンタンを合成しようとするCr2O3−Al2O3
触媒による1−エチルアダマンタン脱水素反応による
方法は、触媒層に原料を流通するだけの簡素な方法で、
大量・連続生産には適合する。しかし触媒への炭素質の
沈着が著しいため、触媒の活性低下が顕著である。従っ
て、触媒の再生操作を頻繁に行わなければならず、煩雑
である。 【0014】本発明は、Cr2O3−Al2O3 触媒
に種々のアルカリ金属化合物を添加することによって、
水蒸気雰囲気下でも安定を保ち、析出炭素を水蒸気との
反応で速やかにCO2 として除去し、触媒の活性を長
時間保ち、再生処理回数を大幅に削減することのできる
1−ビニルアダマンタン製造用触媒およびこれを用いた
1−ビニルアダマンタンの製造方法を提供することを目
的とするものである。 【0015】 【課題を解決するための手段】本発明者らは従前より、
鉄系複合酸化物を触媒として用いたアルキルベンゼンの
脱水素反応の研究を行い、触媒の成分としてアルカリ金
属・アルカリ土類金属の炭酸塩・水酸化物等を添加する
ことによって、析出する炭素を水蒸気との反応によって
除去することができることを報告した(石油学会誌19
90年)。同様の効果が、本反応におけるCr2O3−
Al2O3 触媒に対しても下記のように確認して本発
明に至ったのである。 【0016】Cr2O3−Al2O3 触媒で、反応原
料の希釈剤としてヘリウムを用い、反応系中に水蒸気を
添加しない場合、最初は触媒は高活性で、選択率も良好
だった。しかしこの条件下では30分間で活性が低下し
た。空気処理によって活性は回復するが、反応を継続す
るには、(1)反応、(2)窒素パージ、(3)空気処
理、(4)窒素パージというサイクルを繰り返さなけれ
ばならず、操作時間の約1/3のみが反応時間となる。 【0017】Cr2O3−Al2O3 触媒で、水蒸気
を希釈剤とした場合は、さらに活性低下が急速で、30
分後には活性は約1/5に低下し、水蒸気による炭素除
去効果は全く見られなかった。 【0018】Cr2O3−Al2O3−K2CO3触媒
で水蒸気を希釈剤とした場合、触媒は安定であり、初期
活性より最初の4時間はしだいに活性が上昇する傾向が
見られた。その後も活性はゆっくり低下するが、Cr2
O3−Al2O3 触媒に比べて格段に安定性が向上し
た。反応生成物にはCO2 が含まれており、炭素除去
反応が有効に行われていることがわかった。 【0019】すなわち、本発明は、クロミア−アルミナ
−アルカリ金属化合物からなる1−ビニルアダマンタン
製造用触媒を提供するものである。この触媒において、
クロミアの含有量は5〜40wt%、アルカリ金属化合
物の含有量は1〜30wt%であるのが好適である。 【0020】本発明はまた、1−エチルアダマンタンを
接触脱水素して1−ビニルアダマンタンを製造するにあ
たり、上記触媒を用いることを特徴とする1−ビニルア
ダマンタンの製造方法を提供するものである。この触媒
はスチーム共存下において使用しても問題を生じない。 【0021】 【作用】本発明は、1−エチルアダマンタンから接触脱
水素により1−ビニルアダマンタンを製造する方法およ
びこれに用いる触媒に関するものであるが、このとき適
当な触媒が従来なく、あるいは多段の煩雑な反応系を用
いる必要があるという問題があったのは前述の通りであ
る。 【0022】本発明はこのような従来技術の問題点を一
挙に解決するもので、容易に得られる1−エチルアダマ
ンタンから本発明の触媒との接触により脱水素する1ス
テップで1−ビニルアダマンタンを製造しようとするも
のである。原料として用いる1−エチルアダマンタンは
冒頭の(3)に例示されるように容易に得られる。 【0023】本発明の1−ビニルアダマンタン製造用触
媒はクロミア(酸化クロム)−アルミナ−アルカリ金属
化合物よりなる。この触媒において、アルカリ金属化合
物としてNa、K、Csなどのアルカリ金属の炭酸塩、
水酸化物などの強塩基化合物を用いる。酸化クロム(ク
ロミア)の含有量は1〜30wt%(5〜20wt%が
望ましい)、アルカリ金属化合物の含有量は1〜20w
t%(2〜10wt%が望ましい)であり、残部をAl
2 O3 とする。酸化クロムの含有量は1wt%未満
では1−ビニルアダマンタン選択率が低くなり、30w
t%をこえると1−エチルアダマンタン転化率が著しく
低くなるので、1〜30wt%にするのがよい。また、
アルカリ金属化合物の含有量は1wt%未満では1−ビ
ニルアダマンタン選択率の経時低下が大きくなり、20
wt%をこえると1−エチルアダマンタン転化率が低下
するので、1〜20wt%にするのがよい。 【0024】本発明の触媒の作用秩序は以下の通りと考
えられる。脱水素反応に用いる触媒は、強い塩基成分を
含むことによって活性が高められる例は多い。これは触
媒表面に強塩基点が生じると原料分子から水素イオンを
引き抜くことによって活性化がなされるからであり、本
触媒でも同様の作用で、アルカリ金属の添加が触媒活性
に寄与しているものと思われる。さらに、アルカリ金属
イオンは、炭化水素や炭素と水蒸気とが反応してCO、
CO2 が生成する反応(水性ガス反応)に最も優れた
触媒として知られ、脱水素触媒のみならず水蒸気改質触
媒など炭素析出のともなわれやすい反応にはしばしば用
いられる添加物である。このような作用によって、析出
炭素の除去がなされ、活性の維持がなされるものと考え
られる。 【0025】なお、Cr2O3−Al2O3 触媒およ
びCr2O3−Al2O3−K2CO3 触媒の調製法
に関しては文献(「元素別触媒便覧」地人書館、「触媒
調製」白崎・藤堂 講談社)に記載されている通り、
さまざまな方法が提案されている。 以下に一例を示す。 (1)硝酸アルミニウムおよび硝酸クロムの所定量を純
水に溶かし、撹拌しながらアンモニア水を滴下しpHを
8にあわせる。 (2)得られた沈殿をろ過・水洗し、さらに所定量のア
ルカリ金属化合物の水溶液を加えよく撹拌する。 (3)ロータリーエバポレーターで水分を除去した後、
120℃で1昼夜乾燥し、さらに180℃30分、50
0℃2時間、700℃3時間空気中焼成する。ふるい分
けして20−60メッシュに揃える。 【0026】上記触媒を用いて、本発明においては、1
−エチルアダマンタンより1−ビニルアダマンタンを製
造する。その製造条件は、温度は520〜650℃の範
囲とし、圧力は0.1〜1気圧とし、用いる触媒量は触
媒対原料供給量の比で70〜130g−cat・h/m
ol とし、原料の1−エチルアダマンタンを適量反応
させる。 【0027】その一例を示すと、1−エチルアダマンタ
ンの脱水素反応は流通系反応装置を用いて常圧下、52
0−650℃で行う。外径10mmのステンレス管に触
媒3gを充填し、ヘリウム気流中反応温度まで昇温して
から、1/1.5〜3の重量比で水と1−エチルアダマ
ンタンを供給する。反応生成物は下流の氷浴で捕集し、
ガスクロマトグラフで気相および液相生成物を分析し、
転化率、選択率、収率を調べる。 【0028】 【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。 (実施例1) (触媒の調製)1Lビーカー中の純水500mlに、硝
酸アルミニウム110gと硝酸クロム21.1gを完全
に溶解させた。この溶液を十分に撹拌しながら、2倍希
釈のアンモニア水を少しずつ滴下した。しだいに灰色の
沈殿が生じた。pHメーターで確かめながら、pH=8
になったところでアンモニア水の滴下を中止した。しば
らく撹拌を続けた後、吸引ろ過し、十分に水洗した。 【0029】得られた沈殿物を再びビーカーに移し、炭
酸カリウム1gを溶かした100mlの水溶液を加えて
よく撹拌した。懸濁液をナス型フラスコに移して、ロー
タリーエバポレーターで水分を除去した。固化した沈殿
物を蒸発皿に移し、乾燥器中で120℃、一昼夜乾燥し
た。さらに石英管に移して、約200ml/minの空
気を流通させながら、180℃で30分、500℃で2
時間、700℃で3時間の順に逐次焼成した。得られた
触媒は、ふるい分けして20−60メッシュのものを用
いた。 【0030】(触媒活性試験)外径10mmのステンレ
ス管に触媒2〜3gを充填し、ヘリウム気流中にて反応
温度(550〜620℃)まで昇温した。温度が安定し
たら、水と1−エチルアダマンタンを重量比1.7/1
で供給し(供給量1−エチルアダマンタン4.15g/
h)、180℃で蒸発させてから反応管に導いた。反応
管の下流に氷浴を取り付け、反応生成物と未反応物を捕
集した。30分毎にサンプリングし、気相成分・液相成
分のおのおのをガスクロマトグラフで分析した。反応結
果の例を表1および図1に示す。 【0031】
表 1 ──
───────────────────────
反応時
間 転化率 収 率
選択率
h mol%
mol% mol%
──
───────────────────────
1 16.0 2.2
13.8
2 20.6
4.2 20.6
4
23.0 8.0 34.
7
5 19.6 7.
2 36.6
───────────────
──────────
反応温度 620℃、W/F=1
20g・h/mol 触媒組
成 Cr2O3 20%、K2CO3 5%、Al2
O3 75% 【0032】(
実施例2) (触媒調製)実施例1と同様の調製法で、K2CO3
添加量を変えた触媒を調製した。 (触媒活性試験)実施例1と同様の条件下で行った。K
2CO3 添加量の異なる触媒を用いた時の反応結果を
図2に示す。 【0033】(実施例3) (触媒調製)実施例1に準じた調製法で、K2CO3
の代りにNa2CO3及びCs2CO3を用いて調製し
た。 (触媒活性試験)実施例1と同様の条件下で行った。N
a2CO3、Cs2CO3を5%添加した触媒を用いた
時の反応結果を表2に示す。 表 2 アルカリ金属の種類
による活性・選択性の差異 ─────────
───────────────────────
触媒成分 反応時間
転化率 収 率 選択率
アルカリ金属
h mol%
mol% mol%
──────────────────────
────────── K2CO
3 1 16.
0 2.2 13.8
4
23.0 8.0 3
4.7 Cs2CO3
1 23.0
3.4 14.9
4
5.3 1.6 29.7
Na2CO3
1 18・3 1.9
10.6
4 17
.5 5.7 32.6
─────────────────────
───────────
反応温度 620℃、W/F=120g・h/m
ol 触媒組成 Cr2O
3 20%、M2CO3 5%、Al2O3 75%
【0034】(実施例4) (触媒調製)実施例1に準じた調製法で、Cr2O3
濃度を変えた触媒を調製した。 (触媒活性試験)実施例1と同様の条件下で行った。C
r2O3 濃度を変えた触媒を用いた時の反応結果を表
3及び図3に示す。 【0035】 【表1】 【0036】 【発明の効果】本触媒の発明によって、1−エチルアダ
マンタンから1−ビニルアダマンタンを合成する最も簡
素なルートが開発された。大量・連続生産に適した方法
なので、高分子原料のように1−ビニルアダマンタンを
多量に使う用途にも対応することができ、機能性樹脂な
ど1−ビニルアダマンタンの用途が拓かれる。
【図1】実施例1の結果を示すもので、触媒へのK2C
O3 の添加効果を示す図である。
O3 の添加効果を示す図である。
【図2】実施例2の結果を示すもので、K2CO3 添
加量が選択率に及ぼす影響を示す図である。
加量が選択率に及ぼす影響を示す図である。
【図3】実施例4の結果を示すもので、Cr2O3 添
加量が収率に及ぼす影響を示す図である。
加量が収率に及ぼす影響を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 クロミア−アルミナ−アルカリ金属化
合物からなる1−ビニルアダマンタン製造用触媒。 - 【請求項2】 触媒中のクロミア含有量が5〜40w
t%である請求項1に記載の1−ビニルアダマンタン製
造用触媒。 - 【請求項3】 触媒中のアルカリ金属化合物含有量が
1〜30wt%である請求項1または2に記載の1−ビ
ニルアダマンタン製造用触媒。 - 【請求項4】 1−エチルアダマンタンを接触脱水素
して1−ビニルアダマンタンを製造するにあたり、請求
項1〜3のいずれかに記載の触媒を用いることを特徴と
する1−ビニルアダマンタンの製造方法。 - 【請求項5】 前記触媒は反応キャリアーガスとして
スチーム共存下において使用する請求項4に記載の1−
ビニルアダマンタンの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3100862A JPH04330947A (ja) | 1991-05-02 | 1991-05-02 | 1−ビニルアダマンタン製造用触媒およびこれを用いた1−ビニルアダマンタンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3100862A JPH04330947A (ja) | 1991-05-02 | 1991-05-02 | 1−ビニルアダマンタン製造用触媒およびこれを用いた1−ビニルアダマンタンの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04330947A true JPH04330947A (ja) | 1992-11-18 |
Family
ID=14285126
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3100862A Withdrawn JPH04330947A (ja) | 1991-05-02 | 1991-05-02 | 1−ビニルアダマンタン製造用触媒およびこれを用いた1−ビニルアダマンタンの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04330947A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008546714A (ja) * | 2005-06-17 | 2008-12-25 | アポジー・バイオテクノロジー・コーポレイション | スフィンゴシンキナーゼ阻害剤 |
-
1991
- 1991-05-02 JP JP3100862A patent/JPH04330947A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008546714A (ja) * | 2005-06-17 | 2008-12-25 | アポジー・バイオテクノロジー・コーポレイション | スフィンゴシンキナーゼ阻害剤 |
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