JPH05255161A - シクロアルカノールの製法 - Google Patents

シクロアルカノールの製法

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JPH05255161A
JPH05255161A JP4342025A JP34202592A JPH05255161A JP H05255161 A JPH05255161 A JP H05255161A JP 4342025 A JP4342025 A JP 4342025A JP 34202592 A JP34202592 A JP 34202592A JP H05255161 A JPH05255161 A JP H05255161A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 シクロアルカノールの製法。 【構成】 これは、次の工程:a)30〜250℃の温
度で、液相中でのシクロアルキルC1〜C4脂肪酸エステ
ルと水との反応により、シクロアルキルC1〜C4脂肪酸
エステル、シクロアルカノール、C1〜C4脂肪酸及び水
からなる反応混合物を生ぜしめ、 b)工程a)で得られた反応混合物を、0〜200℃の
温度で、実質的にシクロアルカノール及びシクロアルキ
ルC1〜C4脂肪酸エステルからなる上部相と実質的に水
及びC1〜C4脂肪酸からなる底部相とに分離し、 c)工程b)で得られた上部相からシクロアルカノール
を蒸留により分離し、かつ未変換シクロアルキルC1
4脂肪酸エステルを工程a)に再循環させる、からな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シクロアルキルC1
4脂肪酸エステルの加水分解によりシクロアルカノー
ルを製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】オランダ特許(NL−A)第700449
7号明細書に、シクロヘキサノールが、アルカリ加水分
解により、シクロヘキシルエステルから得ることができ
ることが記載されている。一般にアルカリけん化を用い
るこの方法の欠点は、カルボン酸が塩の形で生じ、従っ
て費用のかかる方法により再生させねばならないことで
ある。この方法は、特殊な要求を下回るかなりの量の廃
水を生じる欠点も被る。
【0003】ポーランド特許第63551号明細書(Che
mical Abstracts,Vol 76,Ref 126476x)中に記載される
他の方法では、シクロヘキシルエステルは、硝酸又は硫
酸を用いて解離される。シクロヘキサノールは、エネル
ギーを消費する水蒸気蒸留により得られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、シクロアルカノール及び脂肪酸に対する高い選択率
が達成され、副産物として、シクロアルケンが殆ど形成
されず、酸をたやすく再生し、かつ生じる、特殊な要求
を下回る廃水の量を、最小に減じる、シクロアルキルC
1〜C4脂肪酸エステルの加水分解によるシクロアルカノ
ールの製法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的は、シクロアル
キルC1〜C4脂肪酸エステルを加水分解してシクロアル
カノールを製造する方法により達成され、これは、次の
工程: a)30〜250℃の温度で、液相中でのシクロアルキ
ルC1〜C4脂肪酸エステルと水との反応により、シクロ
アルキルC1〜C4脂肪酸エステル、シクロアルカノー
ル、C1〜C4脂肪酸及び水からなる反応混合物を生ぜし
め、 b)工程a)で得られた反応混合物を、0〜200℃の
温度で、実質的にシクロアルカノール及びシクロアルキ
ルC1〜C4脂肪酸エステルからなる上部相と実質的に水
及びC1〜C4脂肪酸からなる底部相とに分離し、 c)工程b)で得られた上部相からシクロアルカノール
を蒸留により分離し、かつ未変換シクロアルキルC1
4脂肪酸エステルを工程a)に再循環させる、からな
る。
【0006】当該新規の方法は、シクロアルカノールに
対する高い選択度を達成し、かつシクロアルケンは、殆
ど形成されない利点を有した。新規の方法の他の利点
は、これが、容易に工業的規模で連続的に実施でき、特
殊要求を下回る廃水は、少量のみ生じることである。
【0007】第一の工程a)で、シクロアルキルC1
4脂肪酸エステルは、30〜250℃の温度で、液相
中で、水と反応し、本質的にシクロアルキルC1〜C4
肪酸エステル、シクロアルカノール、脂肪酸及び水から
なる反応混合物を生じる。
【0008】環中に炭素原子5〜8個を有するシクロア
ルカノールのC1〜C4脂肪酸エステル、特に炭素原子1
又は2個を有するその脂肪酸エステルから出発するのが
有利である。ギ酸シクロヘキシル又は酢酸シクロヘキシ
ルは、特別な工業的重要性を達成した。好適なシクロア
ルキルC1〜C4脂肪酸エステルは、例えばギ酸シクロペ
ンチル、ギ酸シクロヘキシル、ギ酸シクロオクチル、酢
酸シクロペンチル、プロピオン酸シクロヘキシル及び酢
酸シクロオクチルである。ギ酸シクロヘキシルの使用
は、特に満足な結果を生じる。有利なシクロアルカノー
ルは、有利なシクロアルキル脂肪酸エステルから得られ
ることは、明らかである。
【0009】通常、シクロアルキルC1〜C4脂肪酸エス
テル1モル当たり、0.1〜100モル、有利に1〜3
0モル、更に有利に2〜10モルの水を使用する。
【0010】変換は、30〜250℃の温度で実施す
る。温度を60〜200℃、有利に70〜160℃に保
持するのは有利である。標準圧力条件下で、高圧又は僅
かに減圧下で、例えば0.3〜20バール、有利に0.
8〜10バールで変換を実施することが可能である。圧
力及び温度条件は、出発物質及び目的生成物が液相中に
あるように選択される。
【0011】工程a)での滞留時間は、通例5〜300
分に保持する。滞留時間が15〜120分の範囲にわた
ると、満足な結果が得られた。
【0012】シクロアルキルC1〜C4脂肪酸エステルの
加水分解は、自触媒で又は酸性触媒を添加して実施する
ことができる。変換は、有利に、強い酸性触媒を使用し
て実施する。好適な酸性触媒は、ゼオライト、酸性イオ
ン交換体、ヘテロポリ酸、任意にアニオン、例えばSO
4 2-でドーピングされていてよい酸性及び超酸性金属酸
化物及び無機又は有機酸である。
【0013】有利なゼオライトは、モルデン沸石群のゼ
オライト又はエリオン石、斜方沸石又はファウジャス石
種の微細孔のゼオライト、例えばX−、Y−又はL−型
ゼオライトである。脱アルミニウムされたファウジャス
石の群からの超安定なゼオライトも好適である。
【0014】特に有利な物質は、ペンタシル構造を有す
るゼオライト、例えばZSM5、ZSM11及びZBM
10である。これらは、普通、主構成ブロックとして、
SiO2四面体から構成される5員環を有し、酸化アル
ミニウムに対する二酸化珪素の高い割合を示し、かつA
型ゼオライトの孔径とX型又はY型の孔径との間の孔径
を有する。二酸化珪素:酸化アルミニウムの比が、10
0:1より小さいゼオライトを使用すると、良好な結果
が得られた。ゼオライトは、全部又は一部が、H−形で
存在しうる。
【0015】有利な酸性イオン交換体は、スルホン酸基
又はポリペルフルオルアルカンスルホン酸を含有する架
橋ポリスチレンである。
【0016】有利なヘテロポリ酸は、モリブデン又はタ
ングステンとリン酸、テルル酸、セレン酸、ヒ酸、ケイ
酸又は特にリン酸とのポリ酸である。次のものがこれら
の例である:十二タングストリン酸又は十二モリブデー
トリン酸。ヘテロポリ酸のプロトンは、一部、金属イオ
ンにより置き換えられていてよい。アルカリ金属及びア
ルカリ土類金属イオンが有利である。
【0017】好適な酸性金属酸化物は、例えば二酸化珪
素、酸化アルミニウム、二酸化ジルコニウム、二酸化チ
タン又は二酸化スズである。これらの酸の強度を増加さ
せるために、そのような金属酸化物を使用の前に例えば
硫酸で処理してよい。
【0018】好適な酸は、例えば鉱酸、例えば硫酸又は
リン酸及び同様に有機酸、例えばスルホン酸又はカルボ
ン酸である。使用されたエステルの脂肪酸、特にギ酸を
使用するのが有利である。
【0019】環状エステルに対する使用触媒の重量比
は、通常0:1〜20:1、有利に0:1〜5:1、更
に有利に0:1〜1:1である。
【0020】使用されたシクロアルキルC1〜C4脂肪酸
エステルは、既に副産物として、相当するシクロアルカ
ノールを、例えば50モル%まで、特に10モル%ま
で、有利に5モル%までの濃度で含有しうる。
【0021】実質的にシクロアルカノール、シクロアル
キルC1〜C4脂肪酸エステル、C1〜C4脂肪酸、及び水
からなり、かつ任意にシクロヘキセン少量を含有しうる
反応混合物が得られる。
【0022】工程b)で、好適a)で得られた反応混合
物を0〜200℃で、任意に高圧、例えば1〜10バー
ル、有利に1〜5バールで、実質的にシクロアルカノー
ル及びシクロアルキルC1〜C4脂肪酸エステルからなる
上部層と実質的に水及び脂肪酸からなる底部層とに分離
する。
【0023】相形成を確実にするため、20〜140℃
の温度に保持するのが有利である。相の分離は、例えば
相分離器中で起こなう。相分離を補助するために水を例
えば分離すべき混合物に対して5〜20重量%添加する
のが有利であると判明した。
【0024】上部相は、本質的にシクロアルカノール及
びシクロアルキルC1〜C4脂肪酸エステルからなり、少
量の水の他に、C1〜C4脂肪酸及びシクロヘキセンを副
産物として含有する。底部相は、本質的に水及びC1
4脂肪酸からなり、付加的に少量のシクロアルカノー
ル及びシクロアルキルC1〜C4脂肪酸エステルを含有す
る。
【0025】シクロアルカノールを蒸留により上部相か
ら分離する。酸を除去するために、上部相を水で処理す
るのが有利である。なお一層の精製は、有利に蒸留によ
り、例えば理論棚20〜30を備えた塔中で行う。水及
び脂肪酸残分は、通常塔頂物(overhead)として除去さ
れ、シクロアルカノール及びシクロアルキル脂肪酸エス
テルの混合物は、側面出口を介して共沸混合物として除
去され、かつ純粋シクロアルカノールは、底部で回収さ
れる。側面出口を使用しないならば、通常水、脂肪酸、
シクロアルカノール及びシクロアルキルエステルからな
る塔頂物がえられ、この混合物は、上昇流相分離器(up-
stream phase separator)に再循環させ、一方純粋シク
ロアルカノールは、底部にたまる。
【0026】実質的に水及び脂肪酸からなる底部相は、
例えば米国特許第4642166号及び同第47863
70号明細書中に記載されるような方法により有利に抽
出される。生じた水は、有利に加水分解工程a)へ、再
循環され、一方脂肪酸は、シクロヘキシルエステルの製
造のために使用することができる。
【0027】本発明の方法により製造されたシクロアル
カノール、例えばシクロヘキサノールは、繊維前駆物質
のための貴重な出発物質である。
【0028】
【実施例】本発明の方法を次の例により詳説する。
【0029】例1 ギ酸シクロヘキシル1.29g及び水0.85gを容量
25mlのオートクレーブ中で撹拌下に2時間にわた
り、150℃まで加熱した。圧力は、3.2バールであ
った。反応混合物は、反応の間も反応の後でも2相から
なっていた。分析目的のために、2相流出液をアセトン
を用いて均一化した。未変換ギ酸シクロヘキシルの他に
シクロヘキサノール66.5モル%及びシクロヘキセン
0.6モル%が得られた。他の副産物は、発見されなか
った。定量分析は、GC(内標準)を用いて実施した。
【0030】例2 例1で使用された方法と類似の方法を用いて、同じ反応
混合物を、ギ酸0.23gの添加下に、110℃で2時
間にわたり撹拌した。2相流出物の均一化の後に、未変
換ギ酸シクロヘキシルの他にシクロヘキサノール54モ
ル%が得られた。副産物は、検出できなかった。
【0031】例3 例1で使用された方法と類似の方法を用いて、ギ酸シク
ロヘキシル1.28g、水0.85g及びモリブデート
リン酸0.1gを90℃で、30分間にわたり反応させ
た。
【0032】均一化の後に、未変換ギ酸シクロヘキシル
の他にシクロヘキサノール62.7モル%が得られた。
生じた唯一の副産物は、シクロヘキセン0.1モル%か
らなっていた。
【0033】例4 例3で使用された方法と類似の方法を用いるが、同じ技
術を110℃で用いて、シクロヘキサノール61.9モ
ル%が得られた。唯一の副産物は、0.7%の濃度で、
シクロヘキサンであった。
【0034】例5 例1で使用された方法と類似の方法を用いて、ギ酸シク
ロヘキシル1.28g、水2.70g及びスルホン化ポ
リテトラフルオルエチレン0.5gを2時間にわたり1
10℃に加熱した。液相の均一化の後で、未変換ギ酸シ
クロヘキシルの他に、シクロヘキサノール75.8モル
%が得られた。生じた唯一の副産物は、0.9モル%濃
度のシクロヘキセンであった。
【0035】例6 例1で使用された方法と類似の方法を用いて、ギ酸シク
ロヘキシル1.28g、水1.8g及びスルホン化ポリ
テトラフルオルエチレン0.5gを2時間にわたり11
0℃に加熱した。触媒の分離及びアセトンでの均一化の
後に、未変換ギ酸シクロヘキシルの他に、シクロヘキサ
ノール70.2モル%が得られ、唯一の副産物は、シク
ロヘキセン1.8モル%であった 例7 例1で使用された方法と類似の方法を用いて、水7.6
g、ギ酸0.2gシクロヘキサノール1.4g及びギ酸
シクロヘキシル10.8gを130で、2時間にわたり
反応させた。2相流出液を相分離器中で個々の相に分離
した。
【0036】上部相中に、シクロヘキセン0.02g、
シクロヘキサノール6.90g、ギ酸シクロヘキシル
3.50g、ギ酸1.3〜1.4g及び水1gがあった
(ギ酸含有率は、電位差により決定し、水含有率は、カ
ールフィッシャー法(Karl Fischer method)により決定
した)。
【0037】底部相には、シクロヘキサノール0.2
g、ギ酸シクロヘキシル0.02g、ギ酸1.4〜1.
5g及び水約5gがあった。
【0038】例8 例1で使用された方法と類似の方法を用いて、ギ酸シク
ロヘキシル1.8g、水3.57g及び(85%濃度)
リン酸0.11gを110℃で、2時間にわたり加熱し
た。2相流出液を個々の相に分離した。上部相(3.8
0g)中には、シクロヘキサノール75.3モル%及び
ギ酸シクロヘキシル18.2モル%があった。底部相
(1.68g)中には、シクロヘキサノール6.5モル
%があった。シクロヘキセンは、発見されなかった。
【0039】例9 例1で使用された方法と類似の方法を用いて、酢酸シク
ロヘキシル2.0g、水1.16g及び架橋ポリスチレ
ン0.5gをスルホン酸基と、120℃で、30分間反
応させた。2相流出液を均一化した。未変換酢酸シクロ
ヘキシルの他にシクロヘキサノール16.7モル%が発
見された。唯一の副産物は、濃度0.6モル%のシクロ
ヘキセンであった。
【0040】例10 例1で使用された方法と類似の方法を用いて、ギ酸シク
ロヘキシル115g、モリブデートリン酸5g及び水2
40gを90℃で、1時間にわたり反応させた。反応混
合物を25℃まで冷却後に、上部相(105g)を蒸留
装置に通した。1013mバール及び170℃の基本温
度で、二相混合物50gを留去した(シクロヘキサノー
ル15重量%、ギ酸シクロヘキシル66重量%、シクロ
ヘキセン2重量%、水及びギ酸17重量%)。残分は、
55gであった。GC−分析により決定されたように、
この残分は、シクロヘキサノール98%を含有した(収
率60%)。底部相は、実質的に水、ギ酸及び触媒から
なっていた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロルフ ピンコス ドイツ連邦共和国 バート デュルクハイ ム ザリーネンシュトラーセ 88

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シクロアルキルC1〜C4−脂肪酸エステ
    ルを加水分解してシクロアルカノールを製造する際に、
    これは、次の工程: a)30〜250℃の温度で、液相中でのシクロアルキ
    ルC1〜C4脂肪酸エステルと水との反応により、シクロ
    アルキルC1〜C4脂肪酸エステル、シクロアルカノー
    ル、C1〜C4脂肪酸及び水からなる反応混合物を生ぜし
    め、 b)工程a)で得られた反応混合物を、0〜200℃の
    温度で、実質的にシクロアルカノール及びシクロアルキ
    ルC1〜C4脂肪酸エステルからなる上部相と実質的に水
    及びC1〜C4脂肪酸からなる底部相とに分離し、 c)工程b)で得られた上部相からシクロアルカノール
    を蒸留により分離し、かつ未変換シクロアルキルC1
    4脂肪酸エステルを工程a)に再循環させる、からな
    ることを特徴とする、シクロアルカノールの製法。
JP34202592A 1991-12-24 1992-12-22 シクロアルカノールの製法 Expired - Fee Related JP3318017B2 (ja)

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