JPH05155811A - Production of carboxylic acid cyclohexyl ester - Google Patents

Production of carboxylic acid cyclohexyl ester

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JPH05155811A
JPH05155811A JP3322917A JP32291791A JPH05155811A JP H05155811 A JPH05155811 A JP H05155811A JP 3322917 A JP3322917 A JP 3322917A JP 32291791 A JP32291791 A JP 32291791A JP H05155811 A JPH05155811 A JP H05155811A
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JP
Japan
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acid
reaction
water
carboxylic acid
cyclohexene
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Pending
Application number
JP3322917A
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Japanese (ja)
Inventor
Kaoru Inoue
薫 井上
Masao Iwasaki
正雄 岩崎
Kazuaki Matsui
和明 松井
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Publication date
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Publication of JPH05155811A publication Critical patent/JPH05155811A/en
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Abstract

PURPOSE:To extremely effectively produce a carboxylic acid cyclohexyl ester as a precursor of cyclohexanol at low temperature in a short time and in high yield. CONSTITUTION:A carboxylic acid is reacted with cyclohexene in the presence of a hetero-polyacid consisting mainly of an oxide of tungsten represented by phosphotungstic acid or silicotungstic acid as a catalyst to produce a carboxylic acid cyclohexyl ester. In the reaction, an amount of water of crystallization which the hetero-polyacid consisting essentially of the oxide of tungsten possesses is adjusted to <=3.0 molecules per the hetero-polyacid to extremely improve the catalytic action.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はカルボン酸シクロヘキシ
ルエステルの製造方法に関する。詳しくはタングステン
の酸化物を主体とするヘテロポリ酸の存在下にカルボン
酸とシクロヘキセンとの反応によりカルボン酸シクロヘ
キシルエステルを製造する方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a carboxylic acid cyclohexyl ester. More specifically, it relates to a method for producing a carboxylic acid cyclohexyl ester by reacting a carboxylic acid with cyclohexene in the presence of a heteropoly acid mainly composed of an oxide of tungsten.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、カルボン酸シクロヘキシルエステ
ルの製造方法としては、シクロヘキサノールとカルボン
酸とのエステル化反応及びシクロヘキサノールとカルボ
ン酸無水物との反応により製造される事が古くから知ら
れている。しかしこれらの方法は、共に原料としてシク
ロヘキサノールを用いており、シクロヘキサノールを使
用することはその製造方法に問題点を有している等、種
々の欠点がある。加えてエステル化反応は平衡反応であ
る為、該エステルを高い反応収率で生成することは困難
であり、更に副生する水を除去するための手段を講じる
必要がある。又、カルボン酸無水物を用いる方法におい
ては該エステルの収率は高いが、使用するカルボン酸無
水物が高価であり、加えてカルボン酸1分子が遊離し、
このカルボン酸を無水物に変換することは極めて困難で
ある等の様々な欠点を有している。ここにおいて、これ
らの問題点を解決する方法として、シクロヘキセンとカ
ルボン酸の付加反応によりカルボン酸シクロヘキシルエ
ステルを製造する方法として酢酸とシクロヘキセンの触
媒存在下での付加反応が最近提案されて来つつある。例
えば、特開平1−254634号においては、強酸性カ
チオン交換樹脂を触媒としてシクロヘキセンと酢酸との
反応により酢酸シクロヘキシルを製造している。しかし
ながら、該特許においては、酢酸シクロヘキシルを高収
率で取得する為には130℃で5時間反応を行う事が必
要であり、カチオン交換樹脂を使用するには極めて反応
温度が高く、且つ反応時間が長い。加えて、これらの強
酸性カチオン交換樹脂はその特質として、一般的には耐
熱温度は100℃前後であり、高耐熱性のものでも実質
的には160℃を超えるものはない。更に、これらの交
換樹脂は機械的強度が低く破壊され易い等の欠点も併せ
て有している事から、触媒としての安定性について極め
て高い危険性を有しており、同時に触媒活性も低い。特
開平1ー313447号においては、ハイシリカゼオラ
イトであるZSM−5を触媒として水の共存下に酢酸と
シクロヘキセンとの付加反応を行っており、この方法に
おいては反応温度120℃、反応時間4時間で収率1
2.5%のシクロヘキサノールと共に漸く酢酸シクロヘ
キシルが収率65%で得られており、触媒活性が低い。
加えて、これら特許においては、カルボン酸は酢酸のみ
に限定されており、その他の脂肪族カルボン酸及び芳香
族カルボン酸との付加反応に関する知見は未だない。カ
ルボン酸はその酸性度、溶解度、構造等の化学的及び物
理的性質等の違いにより、その反応性、触媒にやシクロ
ヘキセン等に及ぼす影響等が極端に異なる場合がしばし
ばである。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for producing a carboxylic acid cyclohexyl ester, it has long been known that it is produced by an esterification reaction between cyclohexanol and a carboxylic acid and a reaction between cyclohexanol and a carboxylic acid anhydride. .. However, these methods both use cyclohexanol as a raw material, and the use of cyclohexanol has various drawbacks such as a problem in the production method. In addition, since the esterification reaction is an equilibrium reaction, it is difficult to produce the ester in a high reaction yield, and it is necessary to take measures to remove water as a by-product. Further, in the method using a carboxylic acid anhydride, the yield of the ester is high, but the carboxylic acid anhydride used is expensive, and in addition, one molecule of carboxylic acid is released,
Converting this carboxylic acid into an anhydride has various drawbacks such as being extremely difficult. Here, as a method for solving these problems, an addition reaction of acetic acid and cyclohexene in the presence of a catalyst has recently been proposed as a method for producing a carboxylic acid cyclohexyl ester by an addition reaction of cyclohexene and a carboxylic acid. For example, in JP-A-1-254634, cyclohexyl acetate is produced by reacting cyclohexene with acetic acid using a strongly acidic cation exchange resin as a catalyst. However, in this patent, it is necessary to carry out the reaction at 130 ° C. for 5 hours in order to obtain cyclohexyl acetate in a high yield, and when using a cation exchange resin, the reaction temperature is extremely high and the reaction time is long. Is long. In addition, as a characteristic of these strongly acidic cation exchange resins, the heat-resistant temperature is generally around 100 ° C., and even a highly heat-resistant resin does not substantially exceed 160 ° C. Further, since these exchange resins also have drawbacks such as low mechanical strength and easy breakage, they have an extremely high risk of stability as a catalyst, and at the same time have low catalytic activity. In JP-A-1-313447, the addition reaction between acetic acid and cyclohexene is carried out in the presence of water using ZSM-5, which is a high silica zeolite, as a catalyst. In this method, the reaction temperature is 120 ° C. and the reaction time is 4 hours. Yield 1
Cyclohexyl acetate is finally obtained with a yield of 65% together with 2.5% of cyclohexanol, and the catalytic activity is low.
In addition, in these patents, the carboxylic acid is limited to acetic acid only, and there is still no knowledge about the addition reaction with other aliphatic carboxylic acids and aromatic carboxylic acids. Carboxylic acids often have extremely different reactivities, effects on catalysts, cyclohexene and the like due to differences in chemical and physical properties such as acidity, solubility and structure.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、シク
ロヘキセンとカルボン酸との付加反応によりカルボン酸
シクロヘキシルエステルを短時間で高選択率及び高転化
率で製造すると共に該反応を高温領域においても安定に
実施可能たらしめる触媒を提供する事を目的としてい
る。
The object of the present invention is to produce a carboxylic acid cyclohexyl ester in a short time with a high selectivity and a high conversion rate by the addition reaction of cyclohexene with a carboxylic acid, and to carry out the reaction even in a high temperature region. The purpose is to provide a catalyst that can be stably carried out.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、カルボン
酸シクロヘキシルの効率的な製造方法を検討し、シクロ
ヘキセンとカルボン酸との付加反応が優れた製造方法で
ある事に着目し、従来の欠点である触媒活性の低さ、触
媒の機械的強度及び耐熱性を含めた耐久性の問題等を解
決すべく鋭意検討したところ、触媒としてタングステン
の酸化物を主体とするヘテロポリ酸を該反応系に存在さ
せる事により極めて効率良く進行する事を見出し本発明
方法を完成するに到った。即ち、タングステンの酸化物
を主体とするヘテロポリ酸の存在下に、脂肪族カルボン
酸又は芳香族カルボン酸とシクロヘキセンを反応させる
事を特徴とするカルボン酸シクロヘキシルの製造方法で
あり、一般式:(M1)a(M2)b(W)c(O)d(H)e(但し、M1,M2
は金属原子を表し、W はタングステン原子を表し、O は
酸素原子、H は水素原子を表す。更にa は1 または2 の
整数であり、b は0、1または2の整数であり、cは2
0以下の正の整数であり、dは100以下の正の整数で
あり、eは10以下の正の整数である。)で表されるヘ
テロポリ酸を触媒として用いることを特徴とする。これ
ら一般式においてM1が元素記号でP,Si,Co,Mn,Ni,As,T
i,Fe,V及びBのいずれかで表される元素であり、M2
元素記号Vで表される元素であるものは好ましく、タン
グストケイ酸及び/又はモリブドケイ酸を用いると特に
好ましい。
Means for Solving the Problems The present inventors have investigated an efficient method for producing cyclohexyl carboxylate, and paying attention to the fact that the addition reaction between cyclohexene and carboxylic acid is an excellent production method. As a result of diligent studies to solve problems such as low catalytic activity, durability of the catalyst including mechanical strength and heat resistance, a heteropoly acid mainly composed of tungsten oxide was used as a catalyst in the reaction system. The present invention has been found to proceed extremely efficiently when it is present in the solution, and has completed the method of the present invention. That is, a method for producing cyclohexyl carboxylate, which comprises reacting an aliphatic carboxylic acid or an aromatic carboxylic acid with cyclohexene in the presence of a heteropoly acid mainly composed of an oxide of tungsten, having a general formula: (M 1 ) a (M 2 ) b (W) c (O) d (H) e (however, M 1 , M 2
Represents a metal atom, W represents a tungsten atom, O represents an oxygen atom, and H represents a hydrogen atom. Further, a is an integer of 1 or 2, b is an integer of 0, 1 or 2, and c is 2.
It is a positive integer of 0 or less, d is a positive integer of 100 or less, and e is a positive integer of 10 or less. ) Is used as a catalyst. In these general formulas, M 1 is an element symbol, and P, Si, Co, Mn, Ni, As, T
An element represented by any one of i, Fe, V and B, and an element represented by M 2 as an element symbol V is preferable, and it is particularly preferable to use tungstosilicic acid and / or molybdosilicic acid.

【0005】又、これらヘテロポリ酸が該酸の無結晶水
物及び/又は結晶水を含有するものであればよいが、こ
ららヘテロポリ酸が有する結晶水の量が該ヘテロポリ酸
1分子あたり平均3.0分子以下に調整されたヘテロポ
リ酸であると更に好ましい触媒となる。 更に、これら
ヘテロポリ酸を150℃から500℃の温度範囲で加熱
処理をすることもしくは不活性な気体の流通下に加熱処
理をすることにより、含有する結晶水の量が該ヘテロポ
リ酸1分子あたり平均3.0分子以下に調整されたヘテ
ロポリ酸を触媒として製造ずる方法が脱水調整方法とし
て好ましい。又、本発明方法においては、これら該ヘテ
ロポリ酸1分子あたり平均3.0分子以下に調整された
触媒を反応に供する場合には、反応に供するヘテロポリ
酸が含有する結晶水以外に反応系内に存在させる水の量
を、使用するヘテロポリ酸1分子あたり30分子以下に
反応系内を調整することが更に好ましい。
Further, these heteropolyacids may be those containing amorphous water and / or water of crystallization, but the amount of water of crystallization of these heteropolyacids is 3 on average per molecule of the heteropolyacid. A heteropoly acid adjusted to 0.0 molecule or less is a more preferable catalyst. Furthermore, by heat-treating these heteropolyacids in the temperature range of 150 ° C. to 500 ° C. or by heat-treating them under the flow of an inert gas, the amount of water of crystallization contained on average per molecule of the heteropolyacid is A method of producing a heteropoly acid adjusted to 3.0 molecules or less as a catalyst is preferable as a dehydration adjusting method. In addition, in the method of the present invention, when a catalyst adjusted to an average of 3.0 molecules or less per one molecule of the heteropolyacid is subjected to the reaction, other than the water of crystallization contained in the heteropolyacid to be subjected to the reaction, It is more preferable to adjust the amount of water to be present in the reaction system to 30 molecules or less per one molecule of the heteropolyacid used.

【0006】以下本発明方法を詳細に説明する。本発明
方法において使用するカルボン酸類及びシクロヘキセン
は特に精製の必要はなく、一般的な試薬純度のカルボン
酸類及びシクロヘキセンをそのまま使用しても何ら差し
支えない。水分を除去すれば更に好ましい。ここにおい
て本発明方法に使用するカルボン酸類は脂肪族カルボン
酸類及び芳香族カルボン酸類であり、具体的には、脂肪
族カルボン酸類としては蟻酸、プロピオン酸、酪酸等の
炭素数1〜15の脂肪族飽和カルボン酸類、アクリル
酸、メタアクリル酸等の炭素数3〜15の脂肪族不飽和
カルボン酸類及びハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、
水酸基、アミノ基、スルホン基で一部置換された炭素数
1〜15の脂肪族飽和カルボン酸類、炭素数3〜15の
脂肪族不飽和カルボン酸類であり、更にモノカルボン酸
に加え、ジ−、トリ−カルボン酸等のポリカルボン酸類
も含まれる。芳香族カルボン酸類としては、芳香族モノ
及びポリカルボン酸類であり、具体的には安息香酸、ナ
フタレンカルボン酸類、フタル酸類等、及びこれらに、
ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、ニトロ基、アミノ
基、スルホン基、アルキル基、アリル基等が置換した炭
素数7〜25の芳香族モノ及びポリカルボン酸類であ
る。
The method of the present invention will be described in detail below. The carboxylic acids and cyclohexene used in the method of the present invention do not need to be particularly purified, and carboxylic acids and cyclohexene having a general reagent purity can be used as they are. It is more preferable to remove water. Here, the carboxylic acids used in the method of the present invention are aliphatic carboxylic acids and aromatic carboxylic acids, and specific examples of the aliphatic carboxylic acids include formic acid, propionic acid, butyric acid and the like having 1 to 15 carbon atoms. C3-C15 aliphatic unsaturated carboxylic acids such as saturated carboxylic acids, acrylic acid, and methacrylic acid, and halogen atoms, cyano groups, nitro groups,
Hydroxyl groups, amino groups, aliphatic saturated carboxylic acids having 1 to 15 carbon atoms partially substituted with a sulfone group, and aliphatic unsaturated carboxylic acids having 3 to 15 carbon atoms, and in addition to monocarboxylic acid, di-, Also included are polycarboxylic acids such as tri-carboxylic acids. The aromatic carboxylic acids are aromatic mono- and polycarboxylic acids, specifically, benzoic acid, naphthalenecarboxylic acids, phthalic acids, and the like, and
It is an aromatic mono- or polycarboxylic acid having 7 to 25 carbon atoms, which is substituted with a halogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, a nitro group, an amino group, a sulfone group, an alkyl group, an allyl group or the like.

【0007】本発明方法において使用する触媒はヘテロ
ポリ酸であり、一般式(M1)a(M2)b(W)c(O)d(H)e(但しM1
は元素記号 P,Si,Co,Mn,Ni,As,Ti,Fe,V,B 等で表される
元素であり、M2は元素記号V 等で表される元素であり、
W はタングステン原子原子、O は酸素原子、H は水素原
子を表し、a は1又は2、bは0、1又は2、cは20
以下の正の整数、dは100以下の正の整数、eは10
以下の正の整数)で表されるヘテロポリ酸である。具体
的にはドデカタングストケイ酸(SiW12O40H4)、ドデカタ
ングストリン酸(PW12O40H3)、及びこれらのタングステ
ン原子の1つ又は2つ以上をバナジウム原子に置き換え
た構造を有するヘテロポリ酸等が最も入手し易いヘテロ
ポリ酸として挙げられる。しかしながら、本発明方法は
これらのヘテロポリ酸のみに限定されるものではない。
通常、ヘテロポリ酸は、結晶水を含有している。ここに
おいて、該ヘテロポリ酸の結晶水とは、市販もしくは調
製時にヘテロポリ酸に含有される水の総称であり、具体
的には、含水溶媒中で該ヘテロポリ酸を調製した際、こ
れらを非溶媒等により析出させた場合にヘテロポリ酸結
晶中に付着もしくは取り込まれた水や、吸着、潮解等に
よって、ヘテロポリ酸が取り込んだ水等である。例えば
市販のドデカタングストケイ酸においては、一般式H4Si
W12O40・nH2Oで示され、又、市販のドデカタングストリ
ン酸は一般式H3PW12O40 ・nH2Oで示されるが、これら上
記式中に示したnH2Oのことであり、ヘテロポリ酸の結晶
構造中に組み入れられた水分子もしくは吸着又は含有し
た水分子のことをいう。従って、本発明方法においては
上記一般式で表されたヘテロポリ酸はn 分子の結晶水を
有していることを意味している。n は平均値となるので
必ずしも整数でなく、実数である。上記式中のn の値は
通常市販のヘテロポリ酸類では25から30程度である。更
に、水分の吸着等によりこれ以上の値となり得る。これ
らの有している結晶水は加熱等の脱水処理により、容易
にn の値を0 とすることも可能である。加えて、これら
脱水されたヘテロポリ酸は水分を吸着させること等の方
法により、再度n の値を容易に増加させることも出来
る。
The catalyst used in the process of the present invention is a heteropolyacid, and has the general formula (M 1 ) a (M 2 ) b (W) c (O) d (H) e (provided that M 1
Is an element represented by the element symbols P, Si, Co, Mn, Ni, As, Ti, Fe, V, B, etc., M 2 is an element represented by the element symbol V, etc.,
W is a tungsten atom atom, O is an oxygen atom, H is a hydrogen atom, a is 1 or 2, b is 0, 1 or 2, and c is 20.
The following positive integers, d is a positive integer of 100 or less, and e is 10
It is a heteropoly acid represented by the following positive integer). Specifically, dodecatungstosilicic acid (SiW 12 O 40 H 4 ), dodecatungstophosphoric acid (PW 12 O 40 H 3 ), and a structure in which one or more of these tungsten atoms are replaced with vanadium atoms The heteropoly acid and the like that it has are listed as the most easily available heteropoly acid. However, the method of the present invention is not limited to these heteropolyacids.
Heteropolyacids usually contain water of crystallization. Here, the water of crystallization of the heteropolyacid is a general term for water contained in the heteropolyacid at the time of commercial production or preparation, and specifically, when the heteropolyacid is prepared in a water-containing solvent, these are nonsolvents, etc. Water attached or incorporated into the heteropolyacid crystal when precipitated by, or water incorporated with the heteropolyacid by adsorption, deliquescence, or the like. For example, in the commercially available dodecatungstosilicic acid, the general formula H 4 Si
W 12 O 40 · nH indicated by 2 O, also, although commercial dodecatungstophosphoric acid represented by the general formula H 3 PW 12 O 40 · nH 2 O, that of nH 2 O shown in these above formulas And the water molecules incorporated in or adsorbed in or contained in the crystal structure of the heteropolyacid. Therefore, in the method of the present invention, it is meant that the heteropolyacid represented by the above general formula has n molecules of water of crystallization. Since n is an average value, it is not necessarily an integer, but a real number. The value of n in the above formula is usually about 25 to 30 for commercially available heteropolyacids. Further, the value may be more than this value due to the adsorption of water or the like. It is possible to easily set the value of n to 0 in the water of crystallization that these have by performing dehydration treatment such as heating. In addition, the dehydrated heteropolyacid can easily increase the value of n again by a method of adsorbing water.

【0008】本発明に使用される触媒としてのヘテロポ
リ酸が含有する結晶水を該ヘテロポリ酸1分子当たり平
均3.0分子以下とする方法について述べる。通常、入
手し易いヘテロポリ酸は前記したようにヘテロポリ酸1
分子当たり数10分子の結晶水を含有している。これら
ヘテロポリ酸の結晶水を該ヘテロポリ酸1分子当たり平
均3.0分子以下とする方法は、本発明方法においては
特に限定されることはないが、実施し易い方法として加
熱脱水操作が挙げられる。加熱脱水操作としては、例え
ば通常の電気炉(マッフル炉)中での加熱等が推奨され
る。無論、本発明方法においてはこの装置及び方法のみ
に限定されない。又、加熱温度としては特に限定される
ことはなく、結晶水が該ヘテロポリ酸1分子当たり平均
3.0分子以下になるならば、いかなる温度で実施して
も差し支えはないが、より効果的に実施するには80℃
以上500℃以下の温度で実施することが好ましく、更
に好ましくは200℃以上450℃以下で実施すること
が推奨される。低温度では脱水しがたく、550℃以上
ではヘテロポリ酸無水物となる恐れがある。この際に、
必要とする加熱時間に関しても特に限定されることは無
く、結晶水量が上記範囲となるならば差し支えは無い
が、10分から24時間の範囲である。例えば、通常の
電気ろを使用し、300℃前後で脱水操作を行えば、3
時間程度で充分上記結晶水量の範囲に到達する。
A method for controlling the water of crystallization contained in the heteropolyacid as a catalyst used in the present invention to 3.0 molecules or less per one molecule of the heteropolyacid will be described. Usually, the readily available heteropoly acid is heteropoly acid 1 as described above.
It contains several tens of molecules of crystal water per molecule. There is no particular limitation in the method of the present invention for the method of setting the water of crystallization of these heteropolyacids to 3.0 molecules or less on average per molecule of the heteropolyacid, but a method that can be easily carried out includes a heat dehydration operation. As the heating and dehydrating operation, for example, heating in an ordinary electric furnace (muffle furnace) is recommended. Of course, the method of the present invention is not limited to this apparatus and method. The heating temperature is not particularly limited, and any temperature may be used as long as the water of crystallization is 3.0 molecules or less on average per one molecule of the heteropolyacid, but it is more effective. 80 ℃ to implement
It is preferable to carry out at a temperature of 500 ° C. or higher and more preferably 200 ° C. or higher and 450 ° C. or lower. At low temperature, it is difficult to dehydrate, and at 550 ° C. or higher, it may become a heteropolyanhydride. At this time,
The required heating time is not particularly limited, and if the amount of water of crystallization is in the above range, there is no problem, but it is in the range of 10 minutes to 24 hours. For example, if a normal electric filter is used and dehydration operation is performed at around 300 ° C, 3
The amount of water of crystallization is sufficiently reached within about time.

【0009】加熱脱水温度で該ヘテロポリ酸に対して不
活性な気体の流通条件下に、加熱脱水操作を行うことに
より、該ヘテロポリ酸1分子当たり平均3.0分子以下
に調整したヘテロポリ酸を触媒として用いると、その触
媒活性は更に向上する。この操作は、極めて有効な触媒
を提供可能とならしめる。ここにおいて、加熱脱水操作
の際に流通させる気体は、その加熱温度において、ヘテ
ロポリ酸に対して不活性であるものであれば、いかなる
気体を流通させても差し支えない。又、常温で液体もし
くは固体であっても加熱温度において気体であり、且つ
該ヘテロポリ酸に対して不活性であれば使用することも
可能である。具体的には、空気、アルゴン、窒素、ヘリ
ウム、水素、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素等が挙げ
られるが、無論これらの気体のみに本発明方法は限定さ
れない。更に、不活性な気体の流通速度は、特に限定さ
れないが、加熱温度での気体体積換算で装置内空間速度
として、0.2〜20vol/Hr*volの範囲が好
ましい。
A catalyst for heteropoly acid whose average molecular weight is 3.0 molecules or less per one molecule of the heteropolyacid is obtained by carrying out a heating dehydration operation under a flow condition of a gas inert to the heteropolyacid at a heating dehydration temperature. When used as, the catalytic activity is further improved. This operation makes it possible to provide a very effective catalyst. Here, the gas that is circulated during the heating and dehydration operation may be any gas that is inert to the heteropolyacid at the heating temperature. Further, even if it is a liquid or a solid at room temperature, it can be used if it is a gas at the heating temperature and is inert to the heteropolyacid. Specific examples thereof include air, argon, nitrogen, helium, hydrogen, aliphatic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons, but the method of the present invention is not limited to these gases. Further, the flow rate of the inert gas is not particularly limited, but it is preferably in the range of 0.2 to 20 vol / Hr * vol as the space velocity in the apparatus in terms of gas volume at the heating temperature.

【0010】本発明方法におけるカルボン酸とシクロヘ
キセンからカルボン酸シクロヘキシルエステルへの反応
は、付加反応として進行する。その際、反応は液相均一
系、固相−液相もしくは固相−気相の不均一系として実
施される。本発明方法は又、常圧、減圧、加圧の何れの
条件においても実施することが可能である。高温で実施
する際には加圧により液相反応とすることも出来る。
又、反応方式として特に限定するものではないが、連続
方式でもバッチ方式でもセミバッチ方式でも実施するこ
とが出来る。
The reaction of carboxylic acid and cyclohexene to carboxylic acid cyclohexyl ester in the method of the present invention proceeds as an addition reaction. At that time, the reaction is carried out as a liquid phase homogeneous system, a solid phase-liquid phase or a solid phase-gas phase heterogeneous system. The method of the present invention can be carried out under any conditions of normal pressure, reduced pressure and increased pressure. When it is carried out at a high temperature, a liquid phase reaction can be carried out by applying pressure.
The reaction system is not particularly limited, but a continuous system, a batch system or a semi-batch system can be used.

【0011】本発明方法を実施するにあたり、触媒及び
反応試剤(原料及び生成物)に対して不活性な溶媒もし
くは添加剤を添加することも出来る。具体的には、n−
ブタン、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、
n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等である脂肪族
飽和炭化水素類、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼ
ン、キシレン、アニソール、キュメン、ニトロベンゼン
等の芳香族炭化水素類、シクロペンタン、アルキル置換
シクロペンタン類、アルコキシ置換シクロペンタン類、
ニトロ置換シクロペンタン類、シクロヘキサン、アルキ
ル置換シクロヘキサン類、アルコキシ置換シクロヘキサ
ン類、ニト置換シクロヘキサン類、シクロヘプタン、ア
ルキル置換シクロヘプタン類、アルコキシ置換シクロヘ
プタン類、ニトロ置換シクロヘプタン類、シクロオクタ
ン、アルキル置換シクロオクタン類、アルコキシ置換シ
クロオクタン類、ニトロ置換シクロオクタン類等の脂環
式飽和炭化水素類等や、窒素、アルゴン、空気、ヘリウ
ム等を溶媒もしくは希釈剤として使用することも可能で
ある。
In carrying out the method of the present invention, it is possible to add a solvent or an additive which is inert to the catalyst and the reaction reagents (raw materials and products). Specifically, n-
Butane, n-pentane, n-hexane, n-heptane,
Aliphatic saturated hydrocarbons such as n-octane, n-nonane, and n-decane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, ethylbenzene, xylene, anisole, cumene, and nitrobenzene, cyclopentane, alkyl-substituted cyclopentanes , Alkoxy-substituted cyclopentanes,
Nitro-substituted cyclopentanes, cyclohexane, alkyl-substituted cyclohexanes, alkoxy-substituted cyclohexanes, nito-substituted cyclohexanes, cycloheptane, alkyl-substituted cycloheptanes, alkoxy-substituted cycloheptanes, nitro-substituted cycloheptanes, cyclooctane, alkyl-substituted cyclohexanes It is also possible to use alicyclic saturated hydrocarbons such as octanes, alkoxy-substituted cyclooctanes and nitro-substituted cyclooctanes, and nitrogen, argon, air, helium and the like as a solvent or a diluent.

【0012】本発明方法において反応を実施する際に仕
込むカルボン酸及びシクロヘキセンの量的関係について
は特に限定はされない。カルボン酸/シクロヘキセンの
量比は0.1〜100(モル比)の範囲である。例え
ば、カルボン酸の高い転化率を達成しようとすれば、カ
ルボン酸に対するシクロヘキセンのモル比を1以上で行
うことが望ましく、又、シクロヘキセンの高い転化率を
達成しようとすれば、シクロヘキセンに対するカルボン
酸のモル比を1以上で行うことが望ましい。
The quantitative relationship between the carboxylic acid and cyclohexene charged when carrying out the reaction in the method of the present invention is not particularly limited. The amount ratio of carboxylic acid / cyclohexene is in the range of 0.1 to 100 (molar ratio). For example, in order to achieve a high conversion of carboxylic acid, it is desirable to carry out the molar ratio of cyclohexene to carboxylic acid at 1 or more, and in order to achieve a high conversion of cyclohexene, the conversion of carboxylic acid to cyclohexene is desired. It is desirable that the molar ratio be 1 or more.

【0013】又、本発明方法を実施するにあたり、添加
する触媒量は特に限定されることはないが、例えばバッ
チ式反応で行う際には、仕込みのシクロヘキセンに対し
てその重量%で0.1から100重量%、好ましくは1
から50重量%でしようすることが推奨される。これ以
下の量では反応の進行は遅くなり、これ以上の量では反
応は充分進行するが経済的な観点等から好ましいとは言
い難い。しかしながら、本発明方法においては個の範囲
外で実施することも可能であることは言うまでもない。
In carrying out the method of the present invention, the amount of the catalyst to be added is not particularly limited, but, for example, when the reaction is carried out in a batch system, it is 0.1% by weight based on the charged cyclohexene. To 100% by weight, preferably 1
To 50% by weight is recommended. If the amount is less than this, the reaction proceeds slowly, and if the amount is more than this, the reaction proceeds sufficiently, but it is hard to say that it is preferable from the economical point of view. However, it is needless to say that the method of the present invention can be carried out outside the range.

【0014】本発明方法を実施するに際し、触媒及び反
応試剤の仕込み方法は特に限定はされなく、触媒、カル
ボン酸及びシクロヘキセン等を同時に仕込んでも差し支
えなく、又、触媒あを他の溶媒等に溶解もしくは懸濁さ
せて仕込んでも差し支えない。更には、反応前に予めカ
ルボン酸及び触媒を混合状態とした後、シクロヘキセン
を添加する方法、及び予めシクロヘキセンと触媒を混合
した後、カルボン酸を添加する等の方法も実施すること
が出来る。ここにおいて、本発明方法を実施する際に、
使用するヘテロポリ酸触媒が、該ヘテロポリ酸1分子当
たり平均3.0分子以下の結晶水を有するものであれ
ば、特に反応系内の水分量がその反応成績に影響する。
特に、通常市販の該ヘテロポリ酸1分子あたり数10分
子の結晶水を有する触媒よりも高い触媒活性を発現させ
る為には、ヘテロポリ酸の有する結晶水以外の水分の量
が使用するヘテロポリ酸1分子当たり30分子以下とな
る様に水分量をコントロールすることが必要である。こ
れ以上の水分量ではヘテロポリ酸の結晶水の脱水による
効果は現れなくなる。この際に上記した市販のカルボン
酸及びシクロヘキセン中に含まれる水分量は高々100
ppm程度の濃度であり、反応系に添加する触媒の量が
反応系に対して%オーダーであれば、本発明方法に市販
のカルボン酸及びシクロヘキセンを使用する場合には、
反応系内の水分(触媒の結晶水を除いた)量が上記値を
超えることはない。
In carrying out the method of the present invention, the method of charging the catalyst and the reaction reagent is not particularly limited, and the catalyst, carboxylic acid, cyclohexene and the like may be charged at the same time, and the catalyst may be dissolved in another solvent or the like. Alternatively, it may be suspended and prepared. Furthermore, a method of previously mixing the carboxylic acid and the catalyst before the reaction and then adding cyclohexene, and a method of previously mixing the cyclohexene and the catalyst and then adding the carboxylic acid can also be carried out. Here, when carrying out the method of the present invention,
When the heteropolyacid catalyst used has an average of 3.0 molecules or less of crystal water per molecule of the heteropolyacid, the amount of water in the reaction system particularly affects the reaction results.
In particular, in order to develop higher catalytic activity than a catalyst having several tens of molecules of crystallization water per molecule of the heteropolyacid, which is usually commercially available, the amount of water other than the crystallization water of the heteropolyacid is one molecule of the heteropolyacid used. It is necessary to control the water content so that the number of molecules per molecule is 30 or less. When the amount of water is more than this, the effect of dehydration of the water of crystallization of the heteropolyacid does not appear. At this time, the amount of water contained in the above-mentioned commercially available carboxylic acid and cyclohexene is at most 100.
When the commercially available carboxylic acid and cyclohexene are used in the method of the present invention, the concentration is about ppm and the amount of the catalyst added to the reaction system is in the order of% with respect to the reaction system.
The amount of water (excluding the water of crystallization of the catalyst) in the reaction system does not exceed the above value.

【0015】本発明方法においてその実施する反応温度
は特に限定されることはなく、広範な温度範囲で実施す
ることが可能であるが、好ましくは0℃以上400℃以
下の範囲で、更に好ましくは30℃以上200℃以下で
実施することが推奨される。余りに低温で実施すれば反
応速度が低下し、余りに高温で実施すればシクロヘキセ
ン等の反応試剤などの熱安定性の低下をもたらし経済的
でない。反応時間は、触媒量もしくは反応温度に依存す
るが、触媒量を多量且つ高温度にすれば極めて短時間
(0.1秒以下程度)、触媒量を少量且つ低温度にすれ
ば長時間(24時間程度)である。反応終了後、目的生
成物は通常の蒸留操作等の分離操作によって取得するこ
とが出来る。
The reaction temperature in the method of the present invention is not particularly limited, and it can be carried out in a wide temperature range, but it is preferably in the range of 0 ° C to 400 ° C, and more preferably in the range of 0 ° C to 400 ° C. It is recommended to carry out above 30 ° C and below 200 ° C. If it is carried out at an excessively low temperature, the reaction rate will be lowered, and if it is carried out at an excessively high temperature, the thermal stability of the reaction reagent such as cyclohexene will be lowered, which is not economical. The reaction time depends on the amount of catalyst or the reaction temperature, but if the amount of catalyst is large and the temperature is high, it is extremely short (about 0.1 seconds or less), and if the amount of catalyst is small and the temperature is low, it is long (24 seconds). It is about time). After completion of the reaction, the target product can be obtained by a separation operation such as a normal distillation operation.

【0016】本発明方法を実施する為の具体的な態様に
ついて述べる。本発明方法における実施方法に関しては
特に限定はされないが、実施し易い方法として以下の方
法が挙げられる。勿論、これらの方法のみに本発明方法
は限定されるものではない。 (1)攪拌装置を取り付けたガラス製のフラスコ中に所
定量の触媒、酢酸及びシクロヘキセンを必要であるなら
ば溶媒等の希釈剤と共に入れ、必要に応じて還流器を取
り付けた後、加熱攪拌反応を行う方法。 (2)オートクレーブ中に所定量の触媒、酢酸及びシク
ロヘキセンを必要ならば窒素又はアルゴン等の媒体と共
に入れた後、加熱攪拌反応を行う方法。 (3)予め所定温度、所定圧力に保たれた反応器中に所
定量の触媒、シクロヘキセン及び酢酸を必要であるなら
ば溶媒等の希釈剤と共に連続的に導入し反応を行う方
法。
A specific mode for carrying out the method of the present invention will be described. The method for carrying out the method of the present invention is not particularly limited, but the following methods are mentioned as methods that can be easily carried out. Of course, the method of the present invention is not limited to these methods. (1) A glass flask equipped with a stirrer is charged with a predetermined amount of catalyst, acetic acid and cyclohexene together with a diluent such as a solvent if necessary, and a reflux condenser is attached if necessary, followed by heating and stirring reaction. How to do. (2) A method in which a predetermined amount of catalyst, acetic acid and cyclohexene are put into an autoclave together with a medium such as nitrogen or argon if necessary, and then a reaction with heating and stirring is performed. (3) A method in which a predetermined amount of catalyst, cyclohexene, and acetic acid are continuously introduced together with a diluent such as a solvent, if necessary, into a reactor previously kept at a predetermined temperature and a predetermined pressure to carry out the reaction.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明方法を実施例により更に具体的
に説明する。 (1)反応生成物の定量 反応生成物は、所定時間、所定温度で反応を行った後、
室温にまで冷却し、反応液をガスクロマトグラフ法によ
り定量を行った。 (2)触媒中に含有する結晶水の定量 タングステンの酸化物を主体とするヘテロポリ酸中に含
有される構造水の量は各ヘテロポリ酸とも、500℃で
加熱脱水し、その重量が一定となりそれ以上減少しなく
なったものを結晶水の量が0言い換えれば無水状態のヘ
テロポリ酸とし、これをベースにそれぞれの構造水量を
決定した。 (3)触媒の脱結晶水方法 a.通常のマッフル炉(内容積8リットル)中、350
℃、所定時間加熱脱水を行い結晶水量を調整した。 b.上記、マッフル炉中に空気を5Nリットル毎時流し
ながら、350℃3時間加熱脱水を行い、結晶水量を0
とした。 c.上記bの方法において流通気体をアルゴンに代えた
以外は総て同一操作により加熱脱水を行い結晶水量を0
とした。
EXAMPLES The method of the present invention will be described more specifically below with reference to examples. (1) Quantification of reaction product After the reaction product is reacted at a predetermined temperature for a predetermined time,
After cooling to room temperature, the reaction solution was quantified by gas chromatography. (2) Quantification of water of crystallization contained in the catalyst The amount of structural water contained in the heteropolyacid mainly composed of oxides of tungsten is such that each heteropolyacid is heated and dehydrated at 500 ° C and its weight becomes constant. When the amount of water of crystallization was 0, the amount of water of crystallization was 0. (3) Method for decrystallizing water of catalyst a. 350 in a normal muffle furnace (8 liters internal volume)
The amount of water of crystallization was adjusted by heating and dehydrating at ℃ for a predetermined time. b. While heating the air in the muffle furnace at 5 N liters per hour, it is heated and dehydrated at 350 ° C. for 3 hours to reduce the amount of water of crystallization.
And c. In the above method b, except that the circulating gas was changed to argon, heating and dehydration were performed by the same operation, and the amount of water of crystallization was reduced to 0.
And

【0018】実施例1 磁気攪拌装置、及び還流冷却器を取り付けた、70ml
の三ツ口フラスコ中にドデカタングストリン酸(H4P W
12O40・29H2O) 2.0g、市販のアクリル酸(国産化
学社製、特級)25.0g及び市販の98%シクロヘキ
セン(東京化成社製、特級)4.5gをいれ予め70℃
に加熱しておいたオイルバス中にこのフラスコをつけ、
70℃、1.5時間加熱攪拌反応を行った後、攪拌を停
止しフラスコをオイルバスから取り出し、室温にまで冷
却後反応液を定量した。結果はアクリル酸シクロヘキシ
ル収率13.5%率であった。 比較例1 ドデカタングストリン酸を加えなかった以外は総て実施
例1と同一の反応条件で反応を行った。結果は、アクリ
ル酸シクロヘキシルの生成は認められず、原料であるシ
クロヘキセン及びアクリル酸を回収したにとどまった。
Example 1 70 ml equipped with a magnetic stirrer and a reflux condenser
In a three-necked flask containing dodecatungstophosphoric acid (H 4 PW
12 O 40・ 29H 2 O) 2.0 g, commercial acrylic acid (manufactured by Kokusan Kagaku Co., special grade) 25.0 g, and commercially available 98% cyclohexene (Tokyo Kasei Co., special grade) 4.5 g are added at 70 ° C. in advance.
Attach this flask to the oil bath that has been heated to
After heating and stirring reaction at 70 ° C. for 1.5 hours, stirring was stopped, the flask was taken out of the oil bath, and the reaction liquid was quantified after cooling to room temperature. The result was a cyclohexyl acrylate yield of 13.5%. Comparative Example 1 The reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 1 except that dodecatungstophosphoric acid was not added. As a result, the formation of cyclohexyl acrylate was not observed, and only cyclohexene and acrylic acid as the raw materials were recovered.

【0019】実施例2 実施例1において反応時間を3時間とした以外は総て実
施例1と同一の条件でシクロヘキセンとアクリル酸の反
応を行った。結果はアクリル酸シクロヘキシルが40.
2%の収率で生成した。
Example 2 The reaction between cyclohexene and acrylic acid was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the reaction time was changed to 3 hours. The result is 40.
It was produced in a yield of 2%.

【0020】実施例3 触媒を市販のドデカタングストケイ酸 (H4SiW12O40・25
H2O)に代えた以外は触媒使用量等、その他の条件は総て
実施例1と同一としてアクリル酸とシクロヘキセンの反
応を行った。この結果アクリル酸シクロヘキシルが収率
8.2%で得られた。
[0020] Example 3 catalyst a commercial dodecatungstophosphoric silicate (H 4 SiW 12 O 40 · 25
The reaction between acrylic acid and cyclohexene was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the amount of catalyst used was changed to H 2 O). As a result, cyclohexyl acrylate was obtained with a yield of 8.2%.

【0021】実施例4〜5 反応時間を1時間とし、触媒をそれぞれ結晶水を脱水法
aにより0とした、ドデカタングストリン酸、ドデカタ
ングストケイ酸を各々2.0g使用した以外は総て実施
例1と同一の条件でアクリル酸とシクロヘキセンの反応
を行った。結果は表1に示したように、アクリル酸シク
ロヘキシルが極めて高収率で得られた。
Examples 4 to 5 All tests were carried out except that the reaction time was 1 hour, the catalyst was adjusted to 0 for water of crystallization by dehydration method a, and 2.0 g each of dodecatungstophosphoric acid and dodecatungstosilic acid were used. Acrylic acid and cyclohexene were reacted under the same conditions as in Example 1. As the results are shown in Table 1, cyclohexyl acrylate was obtained in an extremely high yield.

【0022】[0022]

【表1】 ─────────────────────────────────── 触媒(無結晶水) アクリル酸シキロヘキシル収率(%) ─────────────────────────────────── 実施例4 ドデカタングストリン酸 86.4 実施例5 ドデカタングストケイ酸 79.0 ───────────────────────────────────[Table 1] ─────────────────────────────────── Catalyst (amorphous water) Siclohexyl acrylate yield (%) ─────────────────────────────────── Example 4 Dodecatungstophosphoric acid 86.4 Example 5 Dodecatungstosilicic acid 79.0 ────────────────────────────────────

【0023】実施例6 カルボン酸を市販の蟻酸(関東化学、特級)16.1g
とし、反応温度を40℃、反応時間を1時間とした以外
は総て実施例1と同一の条件で蟻酸とシクロヘキセンの
反応を行った。この結果蟻酸シクロヘキシルが収率6.
2%で生成した。 比較例2 触媒であるドデカタングストリン酸(H3PW12O40 ・28H2
O)を加えなかった以外は総て実施例6と同一の条件で蟻
酸とシクロヘキセンの反応を行った。結果は蟻酸シクロ
ヘキシルが収率1.0%で得られたにすぎなかった。こ
れにより、ドデカタングストリン酸の触媒効果は明らか
である。
Example 6 16.1 g of commercially available formic acid (Kanto Kagaku, special grade)
The reaction between formic acid and cyclohexene was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the reaction temperature was 40 ° C. and the reaction time was 1 hour. As a result, the yield of cyclohexyl formate is 6.
Produced at 2%. Comparative Example 2 The catalyst dodecatungstophosphoric acid (H 3 PW 12 O 40 / 28H 2
The reaction between formic acid and cyclohexene was carried out under the same conditions as in Example 6 except that O) was not added. The result was that cyclohexyl formate was only obtained with a yield of 1.0%. From this, the catalytic effect of dodecatungstophosphoric acid is clear.

【0024】実施例7〜8 触媒をそれぞれ脱結晶水したドデカタングストリン酸
(脱水法aによる)(H3PW12O40 ・0 H2O)及びドデカタ
ングストケイ酸(H4SiW12O40 ・0H2O) とした以外は総て
実施例6と同一の条件で蟻酸とシクロヘキセンの反応を
行った。結果は表2に示したように、40℃、1時間と
極めて穏和な条件でも高収率で蟻酸シクロヘキシルの生
成が認められた。
Examples 7 to 8 Dodecatungstophosphoric acid (by dehydration method a) (H 3 PW 12 O 4 0 .0 H 2 O) obtained by decrystallizing water of the catalyst, respectively, and dodecatungstosilic acid (H 4 SiW 12 O 40) · 0H 2 O) and then addition was made a reaction of formic acid and cyclohexene under the same conditions as in example 6. As shown in Table 2, the formation of cyclohexyl formate was observed in high yield even under extremely mild conditions of 40 ° C. for 1 hour.

【0025】[0025]

【表2】 ─────────────────────────────────── 触媒(無結晶水) 蟻酸シクロヘキシル収率(%) ─────────────────────────────────── 実施例7 ドデカタングストリン酸 15.7 実施例8 ドデカタングストケイ酸 84.1 ───────────────────────────────────[Table 2] ─────────────────────────────────── Catalyst (amorphous water) Cyclohexyl formate yield ( %) ─────────────────────────────────── Example 7 Dodecatungstophosphoric acid 15.7 Example 8 Dodecatungstosilicic acid 84.1 ────────────────────────────────────

【0026】実施例9 反応温度を70℃とした以外は総て実施例8と同一の条
件で蟻酸とシクロヘキセンの反応を行った。結果は蟻酸
シクロヘキシルが98.1%の収率で得られた。
Example 9 The reaction between formic acid and cyclohexene was carried out under the same conditions as in Example 8 except that the reaction temperature was 70 ° C. As a result, cyclohexyl formate was obtained in a yield of 98.1%.

【0027】実施例10 カルボン酸をプロピオン酸(関東化学、特級)25.9
gとし、反応時間を1.5時間とした以外は総て実施例
9と同一の条件でプロピオン酸とシクロヘキセンとの反
応を行った。この結果、プロピオン酸シクロヘキシルが
81.5%の収率で生成した。
Example 10 Carboxylic acid was changed to propionic acid (Kanto Kagaku, special grade) 25.9
The reaction between propionic acid and cyclohexene was carried out under the same conditions as in Example 9 except that the reaction time was g and the reaction time was 1.5 hours. As a result, cyclohexyl propionate was produced in a yield of 81.5%.

【0028】実施例11〜16 触媒を表4に掲げた触媒に代えた以外は総て実施例10
と同一の条件でプロピオン酸とシクロヘキセンの反応を
行った結果は表4に示したようにそれぞれ良い収率でプ
ロピオン酸シクロヘキシルが得られた。触媒中に含有す
る結晶水の調整は上記a法により加熱脱水を行った。
Examples 11-16 All Example 10 except that the catalysts listed in Table 4 were used instead of the catalysts.
The results of the reaction of propionic acid with cyclohexene under the same conditions as in Table 4 showed that cyclohexyl propionate was obtained in good yields as shown in Table 4. The water of crystallization contained in the catalyst was adjusted by heating and dehydrating according to the above method a.

【0029】[0029]

【表3】 ─────────────────────────────────── 触媒 プロピオン酸シクロヘキシル収率(%) ─────────────────────────────────── 実施例11 H3PW12O40 ・0H2O 94.6 実施例12 H3PW12O40 ・1.6H2O 94.1 実施例13 H3PW12O40 ・2.7H2O 82.4 実施例14 H3PW12O40 ・28H2O 3.1 実施例15 H4SiW12O40・1.8H2O 81.3 実施例16 H4SiW12O40・2.9H2O 77.6 ───────────────────────────────────[Table 3] ─────────────────────────────────── Catalyst Yield of cyclohexyl propionate (%) ── ───────────────────────────────── Example 11 H 3 PW 12 O 40・ 0H 2 O 94.6 Implementation Example 12 H 3 PW 12 O 40 · 1.6H 2 O 94.1 Example 13 H 3 PW 12 O 40 · 2.7H 2 O 82.4 Example 14 H 3 PW 12 O 40 · 28H 2 O 3.1 Implementation Example 15 H 4 SiW 12 O 40 · 1.8H 2 O 81.3 Example 16 H 4 SiW 12 O 40 · 2.9H 2 O 77.6 ────────────────── ──────────────────

【0030】実施例17〜19 反応時間を0.5,1.0及び3.0時間とした以外は
総て実施例10と同一の条件でプロピオン酸とシクロヘ
キセンの反応を行った結果は表5に示したように極めて
短時間でも高収率でプロピオン酸シクロヘキシルの生成
が認められた。
Examples 17 to 19 The results of carrying out the reaction of propionic acid and cyclohexene under the same conditions as in Example 10 except that the reaction times were 0.5, 1.0 and 3.0 hours are shown in Table 5. As shown in the above, the formation of cyclohexyl propionate was observed in a high yield even in an extremely short time.

【0031】[0031]

【表4】 ──────────────────────────────────── 反応時間(HR) プロピオン酸シクロヘキシル収率(%) ─────────────────────────────────── 実施例17 0.5 62.7 実施例18 1.0 75.1 実施例19 3.0 86.5 ───────────────────────────────────[Table 4] ──────────────────────────────────── Reaction time (HR) Cyclohexyl propionate yield (%) ─────────────────────────────────── Example 17 0.5 62.7 Example 18 1.0 75.1 Example 19 3.0 86.5 ────────────────────────────────────

【0032】実施例20 触媒をb法により加熱脱水し無結晶水とした、ドデカタ
ングストケイ酸に代えた以外は総て実施例18と同一の
条件でプロピオン酸とシクロヘキセンの反応を行った。
この結果プロピオン酸シクロヘキシルが収率80.3%
で生成した。
Example 20 The reaction of propionic acid and cyclohexene was carried out under the same conditions as in Example 18 except that the catalyst was heated and dehydrated by the method b to give non-crystallized water, which was replaced with dodecatungstosilicic acid.
As a result, cyclohexyl propionate yield 80.3%
Generated by.

【0033】実施例21 触媒をc法により加熱脱水し、無結晶水とした、ドデカ
タングストケイ酸に代えた以外は総て実施例18と同一
の条件でプロピオン酸とシクロヘキセンの反応を行っ
た。この結果プロピオン酸シクロヘキシルが収率81.
1%で生成した。
Example 21 The reaction of propionic acid and cyclohexene was carried out under the same conditions as in Example 18, except that the catalyst was heated and dehydrated by the method c to be non-crystallized water, which was replaced with dodecatungstosilicic acid. As a result, the yield of cyclohexyl propionate was 81.
Produced at 1%.

【0034】実施例22〜25 実施例11において、更に水を触媒1分子あたり、2、
5、10、30分子となるように添加した以外は総て実
施例11と同一の条件でプロピオン酸とシクロヘキセン
の反応を行った。結果は表5に示したように、プロピオ
ン酸シクロヘキシルの生成が認められた。
Examples 22 to 25 In Example 11, water was further added per catalyst molecule: 2,
The reaction of propionic acid and cyclohexene was carried out under the same conditions as in Example 11 except that the addition was carried out so as to give 5, 10, and 30 molecules. As shown in Table 5, the formation of cyclohexyl propionate was confirmed.

【0035】[0035]

【表5】 ─────────────────────────────────── 添加水 プロピオン酸シクロヘキシル (触媒1分子当たりのモル数) 収率(%) ─────────────────────────────────── 実施例22 2 94.7 実施例23 5 92.1 実施例24 10 86.9 実施例25 30 7.3 ───────────────────────────────────[Table 5] ─────────────────────────────────── Added water Cyclohexyl propionate (per 1 molecule of catalyst) Number of moles) Yield (%) ─────────────────────────────────── Example 22 2 94.7 Example 23 5 92.1 Example 24 10 86.9 Example 25 30 7.3 ───────────────────────────── ──────

【0036】比較例3 実施例11において、更に水を触媒1分子あたり50分
子添加した以外は総て実施例11と同一の条件でプロピ
オン酸とシクロヘキセンの反応を行った。この結果、プ
ロピオン酸シクロヘキシルの生成は認められなかった。
Comparative Example 3 The reaction of propionic acid with cyclohexene was carried out under the same conditions as in Example 11 except that 50 molecules of water were added per molecule of catalyst. As a result, formation of cyclohexyl propionate was not observed.

【0037】実施例26 200mlのオートクレーブに脱結晶水した(a法で脱
水)ドデカタングストリン酸2.0g、プロピオン酸7
8g及びシクロヘキセン13.5g仕込んだ後、更に窒
素ガスで10キログラム毎平方センチメートル加圧し、
120℃、1時間、加熱攪拌した。反応液を室温に冷却
し、分析したところ、プロピオン酸シクロヘキシルが収
率91.2%で生成した。
Example 26 Dedecatungstophosphoric acid 2.0 g and propionic acid 7 which had been decrystallized in a 200 ml autoclave (dehydrated by method a)
After charging 8 g and 13.5 g of cyclohexene, pressurize with nitrogen gas to 10 kg per square centimeter,
The mixture was heated and stirred at 120 ° C for 1 hour. When the reaction solution was cooled to room temperature and analyzed, cyclohexyl propionate was produced in a yield of 91.2%.

【0038】実施例27 反応温度を150℃とし、触媒使用量を1.0gとした
以外は総て実施例26と同一の反応条件でプロピオン酸
とシクロヘキセンの反応を行った。この結果、プロピオ
ン酸シクロヘキシルが収率89.6%で生成した。
Example 27 The reaction of propionic acid and cyclohexene was carried out under the same reaction conditions as in Example 26 except that the reaction temperature was 150 ° C. and the amount of the catalyst used was 1.0 g. As a result, cyclohexyl propionate was produced at a yield of 89.6%.

【0039】実施例28 反応温度を180℃とし、反応時間を0.5時間とした
以外は総て実施例27と同一の条件でプロピオン酸とシ
クロヘキセンとの反応を行った。この結果プロピオン酸
シクロヘキシルが収率90.7%で生成した。
Example 28 The reaction between propionic acid and cyclohexene was carried out under the same conditions as in Example 27 except that the reaction temperature was 180 ° C. and the reaction time was 0.5 hours. As a result, cyclohexyl propionate was produced in a yield of 90.7%.

【0040】実施例29 カルボン酸をジクロロ酢酸(東京化成、特級)45.1
gとした以外は総て実施例10と同一の条件でジクロロ
酢酸とシクロヘキセンの反応を行った。結果はジクロロ
酢酸シクロヘキシルが収率93.4%で生成した。 比較例4 触媒を添加しなかった以外は総て実施例24と同一の条
件で反応を行った。この結果ジクロロ酢酸シクロヘキシ
ルの収率は4.3%と極めて低かった。
Example 29 Carboxylic acid was converted into dichloroacetic acid (Tokyo Kasei, special grade) 45.1
The reaction of dichloroacetic acid and cyclohexene was carried out under the same conditions as in Example 10 except that the amount was changed to g. As a result, cyclohexyl dichloroacetate was produced in a yield of 93.4%. Comparative Example 4 The reaction was carried out under the same conditions as in Example 24 except that no catalyst was added. As a result, the yield of cyclohexyl dichloroacetate was 4.3%, which was extremely low.

【0041】実施例30、31 反応温度をそれぞれ50℃及び40℃とした以外は総て
実施例29と同一の条件で反応を行った。結果は表6に
示したように低温でも極めて高い収率でジクロロ酢酸シ
クロヘキシルの生成が認められた。
Examples 30 and 31 The reaction was carried out under the same conditions as in Example 29 except that the reaction temperatures were 50 ° C. and 40 ° C., respectively. As shown in Table 6, cyclohexyl dichloroacetate was found to be produced at an extremely high yield even at low temperatures.

【0042】[0042]

【表6】 ─────────────────────────────────── 反応温度 ジクロロ酢酸シクロヘキシル収率(%) ─────────────────────────────────── 実施例30 50℃ 92.3 実施例31 40℃ 89.5 ───────────────────────────────────[Table 6] ─────────────────────────────────── Reaction temperature Dichloroacetate Cyclohexyl yield (%) ─ ────────────────────────────────── Example 30 50 ° C. 92.3 Example 31 40 ° C. 89.5 ───────────────────────────────────

【0043】実施例32〜34 触媒をそれぞれ表7に示したように代えた以外は総て実
施例25と同一の条件で、ジクロロ酢酸とシクロヘキセ
ンとの反応を行った。結果は表7に示したように高収率
でジクロロ酢酸シクロヘキシルの生成が認められた。
Examples 32 to 34 The reaction between dichloroacetic acid and cyclohexene was carried out under the same conditions as in Example 25 except that the catalysts were replaced as shown in Table 7. As a result, as shown in Table 7, formation of cyclohexyl dichloroacetate was observed in high yield.

【0044】[0044]

【表7】 ─────────────────────────────────── 触媒 ジクロロ酢酸シクロヘキシル収率(%) ─────────────────────────────────── 実施例32 H4SiW12O40・24H2O 58.6 実施例33 H3PW12O40 ・28H2O 76.0 実施例34 H3PW12O40 ・0H2O 94.7 ───────────────────────────────────[Table 7] ─────────────────────────────────── Catalyst Dichloroacetate Cyclohexyl yield (%) ── ───────────────────────────────── example 32 H 4 SiW 12 O 40 · 24H 2 O 58.6 embodiments Example 33 H 3 PW 12 O 40・ 28H 2 O 76.0 Example 34 H 3 PW 12 O 40・ 0H 2 O 94.7 ─────────────────── ────────────────

【0045】[0045]

【発明の効果】本発明方法によれば、タングステンの酸
化物を主体とするヘテロポリ酸の存在下にカルボン酸と
シクロヘキセンとの付加反応によりカルボン酸シクロヘ
キシルの製造を極めて効率良く遂行することが可能とな
る。加えて、従来の触媒のような低活性、低耐久性等の
欠点を克服するものであり、極めて重要なカルボン酸シ
クロヘキシルの製造方法となる。更に該ヘテロポリ酸を
加熱等の脱水処理操作等を行い、通常該ヘテロポリ酸が
有している結晶水の量を該ヘテロポリ酸1分子あたり平
均3.0分子以下に予め調整したヘテロポリ酸を触媒と
して使用する事で極めて高い反応効率を発現することも
見出し、極めて温和な条件且つ1時間程度の短時間で高
選択率且つ高転化率でカルボン酸シクロヘキシルが得ら
れ、更に高温状態においても安定且つ効果的に該反応を
実施することが可能となった。
According to the method of the present invention, cyclohexyl carboxylate can be produced extremely efficiently by the addition reaction of carboxylic acid and cyclohexene in the presence of a heteropoly acid mainly containing tungsten oxide. Become. In addition, it overcomes the disadvantages of conventional catalysts such as low activity and low durability, and is a very important method for producing cyclohexyl carboxylate. Further, the heteropoly acid is subjected to dehydration treatment such as heating, etc., and the amount of water of crystallization usually contained in the heteropoly acid is adjusted in advance to 3.0 molecules or less on average per 1 molecule of the heteropoly acid. It was also found that by using it, extremely high reaction efficiency was expressed, and cyclohexyl carboxylate was obtained with high selectivity and high conversion in extremely mild conditions and in a short time of about 1 hour, and it was stable and effective even at high temperatures. It became possible to carry out the reaction.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 タングステンの酸化物を主体とするヘテ
ロポリ酸の存在下に、カルボン酸及びシクロヘキセンを
反応させることを特徴とするカルボン酸シクロヘキシル
エステルの製造方法
1. A method for producing a carboxylic acid cyclohexyl ester, which comprises reacting a carboxylic acid and cyclohexene in the presence of a heteropoly acid mainly containing tungsten oxide.
【請求項2】 シクロヘキセンのカルボン酸による付加
反応によりカルボン酸シクロヘキシルエステルを製造す
る方法において、一般式:(M1)a(M2)b(W)c(O)d(H)e(但
しM1、M2は金属元素を表し、W はタングステン原子原子
を表し、O は酸素原子を表し、H は水素原子を表す。更
にaは1又は2の整数であり、bは0、1又は2の整数
であり、cは20以下の正の整数であり、dは100以
下の正の整数であり、eは10以下の正の整数であ
る。)で表されるタングステンの酸化物を主体とするヘ
テロポリ酸を触媒として用いる事を特徴とする請求項1
記載の方法。
2. A method for producing a carboxylic acid cyclohexyl ester by an addition reaction of cyclohexene with a carboxylic acid, which comprises the general formula: (M 1 ) a (M 2 ) b (W) c (O) d (H) e (provided that M 1 and M 2 represent a metal element, W represents a tungsten atom atom, O represents an oxygen atom, H represents a hydrogen atom, a is an integer of 1 or 2, and b is 0, 1 or 2 is an integer, c is a positive integer of 20 or less, d is a positive integer of 100 or less, and e is a positive integer of 10 or less.) A heteropoly acid having the formula (1) is used as a catalyst.
The method described.
【請求項3】 M1が元素記号でP,Si、Co、Mn、Ni、A
s、Ti、Fe、VおよびBのいづれかで表される元素であ
りM2が元素記号でVで表される元素である請求項2記載
の方法。
3. M 1 is an element symbol of P, Si, Co, Mn, Ni, A
The method according to claim 2, wherein the element represented by any one of s, Ti, Fe, V and B, and M 2 is an element represented by V in the element symbol.
【請求項4】 ヘテロポリ酸が該酸の無結晶水物及び/
又は結晶水を含有するものである請求項1記載の方法。
4. A heteropoly acid is an amorphous water product of the acid and / or
The method according to claim 1, which further comprises water of crystallization.
【請求項5】 ヘテロポリ酸が有する結晶水の量が該ヘ
テロポリ酸1分子当たり平均3.0分子以下に調整され
たヘテロポリ酸である請求項1記載の方法。
5. The method according to claim 1, wherein the amount of water of crystallization contained in the heteropoly acid is adjusted to an average of 3.0 molecules or less per molecule of the heteropoly acid.
【請求項6】 ヘテロポリ酸を150℃から500℃の
温度範囲で加熱処理をすることにより、含有する結晶水
の量が該ヘテロポリ酸1分子当たり平均3.0分子以下
に調整されたヘテロポリ酸である請求項5記載の方法。
6. A heteropoly acid in which the amount of water of crystallization contained in the heteropoly acid is adjusted to an average of 3.0 molecules or less per molecule by subjecting the heteropoly acid to a heat treatment in the temperature range of 150 ° C. to 500 ° C. 6. The method of claim 5, wherein:
【請求項7】 ヘテロポリ酸を該ヘテロポリ酸に対して
不活性な気体の流通下に加熱脱水することを特徴とする
請求項6記載の方法。
7. The method according to claim 6, wherein the heteropolyacid is heated and dehydrated under the flow of a gas inert to the heteropolyacid.
【請求項8】 反応系内にヘテロポリ酸が含有する結晶
水以外の水が、該ヘテロポリ酸1分子あたり30分子以
下で反応を行う請求項5に記載の方法。
8. The method according to claim 5, wherein water other than the water of crystallization contained in the heteropolyacid in the reaction system is reacted with 30 molecules or less per molecule of the heteropolyacid.
【請求項9】 ヘテロポリ酸がタングストリン酸、タン
グストケイ酸及びこれらの混合物である請求項1〜3記
載の方法。
9. The method according to claim 1, wherein the heteropolyacid is tungstophosphoric acid, tungstosilicic acid and a mixture thereof.
【請求項10】カルボン酸が酢酸を除く脂肪族カルボン
酸または芳香族カルボン酸である請求項1記載の方法
10. The method according to claim 1, wherein the carboxylic acid is an aliphatic carboxylic acid other than acetic acid or an aromatic carboxylic acid.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210147331A1 (en) * 2018-06-20 2021-05-20 Dalian Institute Of Chemical Physics, Chinese Academy Of Sciences Method for producing dicarboxylic acid

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210147331A1 (en) * 2018-06-20 2021-05-20 Dalian Institute Of Chemical Physics, Chinese Academy Of Sciences Method for producing dicarboxylic acid
US11999688B2 (en) * 2018-06-20 2024-06-04 Dalian Institute Of Chemical Physics, Chinese Academy Of Sciences Method for producing dicarboxylic acid

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