JPH06262086A - Catalyst for aldehyde synthesis and preparation of aldehyde - Google Patents

Catalyst for aldehyde synthesis and preparation of aldehyde

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JPH06262086A
JPH06262086A JP5076262A JP7626293A JPH06262086A JP H06262086 A JPH06262086 A JP H06262086A JP 5076262 A JP5076262 A JP 5076262A JP 7626293 A JP7626293 A JP 7626293A JP H06262086 A JPH06262086 A JP H06262086A
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JP
Japan
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aldehyde
catalyst
reaction
atom
ligand
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JP5076262A
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Japanese (ja)
Inventor
Ritsuzui Han
立瑞 潘
Tomohide Ina
智秀 伊奈
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Daicel Corp
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Daicel Chemical Industries Ltd
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Publication date
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Priority to JP5232344A priority patent/JPH0994461A/en
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Abstract

PURPOSE:To obtain a catalyst for aldehyde synthesis with high catalytic activity and stability capable of producing branched chain aldehyde. CONSTITUTION:The subject catalyst for aldehyde synthesis uses hydroformylation reaction of olefin and synthesizes aldehyde containing rhodium complex which has a multidentate ligand with at least. one nitrogen atom. The multidentate ligand has a nitrogen atom such as imidazole or hexamethylphosphorustriamide, and at least, one atom selected from nitrogen atom, phosphorus atom and oxygen atom. The branched chain aldehyde can be obtained at high selectivity by subjecting olefin, carbon monoxide and hydrogen to a chemical reaction in the presence of the catalyst for aldehyde synthesis, under conditions such as the sum of partial pressures of carbon monoxide and hydrogen of about 10 to 150kg/cm<2> and the reaction temperature of about 50 to 160 deg.C.

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、アルデヒド合成用触
媒、及びオレフィンと一酸化炭素と水素とを液相で反応
させてアルデヒドを製造する方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a catalyst for aldehyde synthesis, and a method for producing an aldehyde by reacting an olefin with carbon monoxide and hydrogen in a liquid phase.

【0002】[0002]

【従来の技術】オレフィンのヒドロホルミル化反応によ
りアルデヒドを製造する方法として、コバルト−カルボ
ニル錯体系触媒、コバルト−三級アルキルホスフィン錯
体系触媒、ロジウム−カルボニル錯体系触媒、及びロジ
ウム−トリアリールホスフィン錯体系触媒を用いる方法
がそれぞれ知られている。
2. Description of the Related Art Cobalt-carbonyl complex catalysts, cobalt-tertiary alkylphosphine complex catalysts, rhodium-carbonyl complex catalysts, and rhodium-triarylphosphine complex catalysts are used as a method for producing aldehydes by hydroformylation of olefins. Each method using a catalyst is known.

【0003】このうち、ロジウム−トリアリールホスフ
ィン錯体系触媒を用いる方法は、触媒活性及び反応選択
性が極めて高く、他の触媒系と比較して低い圧力で反応
が実施でき、安価な設備費でアルデヒドを製造できると
いう利点を有する。この方法によれば、α−オレフィン
から直鎖状のアルデヒドが高い選択率で得られるため、
n−ブチルアルデヒド等の工業的製造に利用されてい
る。
Of these, the method using a rhodium-triarylphosphine complex catalyst has extremely high catalytic activity and reaction selectivity, and the reaction can be carried out at a lower pressure than other catalyst systems, so that the equipment cost is low. It has the advantage that aldehydes can be produced. According to this method, a linear aldehyde can be obtained from α-olefin with high selectivity,
It is used for industrial production of n-butyraldehyde and the like.

【0004】しかし、前記のロジウム−トリアリールホ
スフィン錯体系触媒を用いる方法では、触媒の失活を回
避するため大過剰のホスフィン配位子を系内に存在させ
る必要がある。例えば、特公昭57−61336号公報
及び特公昭58−57413号公報では、ホスフィン配
位子をロジウムに対して200モル倍以上用いている。
従って、前記方法では、ホスフィン配位子の回収等が非
常に煩雑となる。また、反応液中のホスフィン濃度が高
いと反応速度が低下し易い。
However, in the method using the above rhodium-triarylphosphine complex catalyst, it is necessary to allow a large excess of phosphine ligand to exist in the system in order to avoid deactivation of the catalyst. For example, in JP-B-57-61336 and JP-B-58-57413, a phosphine ligand is used in an amount of 200 moles or more relative to rhodium.
Therefore, in the above method, the recovery of the phosphine ligand becomes very complicated. Further, if the phosphine concentration in the reaction solution is high, the reaction rate tends to decrease.

【0005】一方、近年になって、メタクリル酸メチル
の製法転換の要請から、メタクリル酸の合成中間体とし
てイソブチルアルデヒドの有用性が高まるなど、オレフ
ィンのヒドロホルミル化反応において、分岐鎖状のアル
デヒドを選択性よく製造する技術の開発が望まれるよう
になった。
On the other hand, in recent years, due to the demand for conversion of the methyl methacrylate production method, the usefulness of isobutyraldehyde as a synthetic intermediate for methacrylic acid has increased, and branched aldehydes have been selected in the hydroformylation reaction of olefins. The development of technology for manufacturing with good performance has been desired.

【0006】しかし、前記の方法では、低圧力条件下、
触媒の安定性を保持しつつ、高い選択率で分岐鎖状のア
ルデヒドを得ることができない。例えば、前記ロジウム
−トリアリールホスフィン系触媒を用いた1−オクテン
のヒドロホルミル化反応においては、反応圧力を低くす
ると、分岐鎖状のアルデヒドの生成比率が低下すること
が知られている[Catalysis Reviews, 6, 72 (1972)
]。また、特開昭50−123611号公報には、ロ
ジウム−トリアリールホスフィン系触媒によるプロピレ
ンのヒドロホルミル化反応において、反応液中のトリア
リールホスフィン濃度が低いときは、特定圧力以下で
は、反応圧力が低下するほど分岐鎖状アルデヒドの選択
率が向上するものの、触媒の安定性に劣ること、また、
触媒の安定性を向上するために前記トリアリールホスフ
ィン濃度を高めると、分岐鎖状アルデヒドの選択率が低
下することが記載されている。
However, in the above method, under low pressure conditions,
It is not possible to obtain a branched aldehyde with a high selectivity while maintaining the stability of the catalyst. For example, in the hydroformylation reaction of 1-octene using the rhodium-triarylphosphine-based catalyst, it is known that when the reaction pressure is lowered, the production ratio of branched aldehydes is reduced [Catalysis Reviews, 6 , 72 (1972)
]. Further, in JP-A-50-123611, in a hydroformylation reaction of propylene with a rhodium-triarylphosphine-based catalyst, when the concentration of triarylphosphine in the reaction solution is low, the reaction pressure is lowered below a specific pressure. The higher the selectivity of the branched chain aldehyde, the poorer the stability of the catalyst,
It is described that when the concentration of the triarylphosphine is increased to improve the stability of the catalyst, the selectivity of the branched chain aldehyde decreases.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、高い触媒活性及び安定性を有すると共に、分岐
鎖状アルデヒドを選択性よく生成させるアルデヒド合成
用触媒を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a catalyst for aldehyde synthesis which has high catalytic activity and stability and which produces a branched aldehyde with high selectivity.

【0008】また、本発明の他の目的は、分岐鎖状アル
デヒドを高い選択率で効率よく、しかも安定に製造でき
るアルデヒドの製造法を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a method for producing an aldehyde which is capable of producing a branched chain aldehyde efficiently with high selectivity and stably.

【0009】[0009]

【発明の構成】本発明者らは、前記目的を達成するた
め、鋭意検討した結果、オレフィンと一酸化炭素と水素
とを、少なくとも一つの窒素原子を持つ多座配位子を有
するロジウム錯体を含む触媒の存在下で反応させると、
分岐鎖状のアルデヒドが、高い選択率で収率よくしかも
長期間安定に製造できることを見出だし、本発明を完成
した。
The present inventors have conducted extensive studies in order to achieve the above object, and as a result, have found that a rhodium complex having a polydentate ligand having at least one nitrogen atom, olefin, carbon monoxide, and hydrogen. When reacted in the presence of a catalyst containing
The inventors have found that a branched aldehyde can be produced with a high selectivity in a high yield and stably for a long period of time, and completed the present invention.

【0010】すなわち、本発明は、オレフィンのヒドロ
ホルミル化反応によるアルデヒド合成用触媒であって、
少なくとも一つの窒素原子を持つ多座配位子を有するロ
ジウム錯体を含むアルデヒド合成用触媒を提供する。
That is, the present invention is a catalyst for aldehyde synthesis by olefin hydroformylation reaction,
Provided is a catalyst for aldehyde synthesis, which comprises a rhodium complex having a polydentate ligand having at least one nitrogen atom.

【0011】本発明は、また、分岐鎖状アルデヒド合成
用触媒であって、少なくとも一つの窒素原子を持つ多座
配位子を有するロジウム錯体を含むアルデヒド合成用触
媒を提供する。
The present invention also provides a catalyst for branched aldehyde synthesis, which comprises a rhodium complex having a polydentate ligand having at least one nitrogen atom.

【0012】本発明は、さらにまた、オレフィンと一酸
化炭素と水素とを前記記載のアルデヒド合成用触媒の存
在下で反応させるアルデヒドの製造法を提供する。
The present invention further provides a method for producing an aldehyde, which comprises reacting an olefin with carbon monoxide and hydrogen in the presence of the above-mentioned catalyst for aldehyde synthesis.

【0013】なお、本明細書において、多座配位子と
は、錯体の中心原子に配位可能な2以上の配位原子を含
む原子団をいう。前記原子団は中性分子及び陰イオンを
含むものとする。
In the present specification, the polydentate ligand means an atomic group containing two or more coordinating atoms capable of coordinating with the central atom of the complex. The atomic group includes a neutral molecule and an anion.

【0014】本発明の触媒は、少なくとも一つの窒素原
子を持つ多座配位子を有するロジウム錯体を含んでいれ
ば特に限定されない。前記多座配位子は、二座配位子、
三座配位子、四座配位子、五座配位子、六座配位子等の
2以上の配位原子を有する配位子の何れであってもよ
い。これらの配位子のうち、配位原子数2〜12の多座
配位子、特に配位原子数2〜8の多座配位子が繁用され
る。
The catalyst of the present invention is not particularly limited as long as it contains a rhodium complex having a polydentate ligand having at least one nitrogen atom. The polydentate ligand is a bidentate ligand,
It may be any ligand having two or more coordination atoms such as a tridentate ligand, a tetradentate ligand, a pentadentate ligand, and a hexadentate ligand. Among these ligands, polydentate ligands having 2 to 12 coordinating atoms, particularly polydentate ligands having 2 to 8 coordinating atoms are frequently used.

【0015】多座配位子の配位原子は、ロジウム原子に
配位可能な原子の何れであってもよく、窒素原子の外
に、例えば、酸素、イオウ、セレン、テルル、リンなど
の原子が挙げられる。多座配位子の各配位原子は同一で
もよく異なっていてもよい。また、前記ロジウム錯体に
おいて、前記多座配位子とロジウム原子がキレートを形
成していてもよい。なお、多座配位子のすべての配位原
子がロジウム原子と結合している必要はない。
The coordinating atom of the polydentate ligand may be any atom capable of coordinating with the rhodium atom, and in addition to the nitrogen atom, for example, atoms such as oxygen, sulfur, selenium, tellurium and phosphorus. Is mentioned. Each coordinating atom of the multidentate ligand may be the same or different. Further, in the rhodium complex, the polydentate ligand and a rhodium atom may form a chelate. It is not necessary that all the coordination atoms of the polydentate ligand be bonded to the rhodium atom.

【0016】前記多座配位子として、窒素原子と、窒素
原子、リン原子及び酸素原子から選ばれた少なくとも一
つの原子とを有する多座配位子が特に好ましい。このよ
うな多座配位子には、(1) 窒素原子を少なくとも2つ含
む多座配位子、(2) 窒素原子及びリン原子をそれぞれ少
なくとも1つ含む多座配位子、(3) 窒素原子及び酸素原
子をそれぞれ少なくとも1つ含む多座配位子が含まれ
る。
As the polydentate ligand, a polydentate ligand having a nitrogen atom and at least one atom selected from a nitrogen atom, a phosphorus atom and an oxygen atom is particularly preferable. Such polydentate ligands include (1) a polydentate ligand containing at least two nitrogen atoms, (2) a polydentate ligand containing at least one nitrogen atom and at least one phosphorus atom, (3) A polydentate ligand containing at least one nitrogen atom and at least one oxygen atom is included.

【0017】前記(1) 窒素原子を少なくとも2つ含む多
座配位子として、例えば、イミダゾール、1−メチルイ
ミダゾール、イミダゾリジン、ピラゾール、ピラゾリジ
ン、1H−1,2,3−トリアゾール、2H−1,2,
3−トリアゾール、1H−1,2,4−トリアゾール、
4H−1,2,4−トリアゾール、1H−テトラゾー
ル、1,2,5−オキサジアゾール、1,3−ジメチル
−2−フェニル−1,3,2−ジアザホスフォリジン
(DMADPP)、1−ピロールプロピオニトリルなど
の含窒素5員複素環を有する化合物;ピリダジン、ピリ
ミジン、ピラジン、ピペラジン、1,3,5−トリアジ
ン、1,2,4,5−テトラジン、2−シアノピリジ
ン、2−ジメチルアミノピリジン、4−ジメチルアミノ
ピリジン、1−ピペリジンプロピオニトリル、2,
2′,2″−テルピリジルなどの含窒素6員複素環を有
する化合物;1H−インダゾール、2H−インダゾー
ル、ベンズイミダゾール、5,6−ジメチルベンズイミ
ダゾール、ベンゾトリアゾール、プリン、アデニン、キ
ナゾリン、1,8−ナフチリジン、1,10−フェナン
トロリン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オク
タン(DABCO)、1,5−ジアザビシクロ[5.
4.0]ウンデセン−5(DBU)、1,5−ジアザビ
シクロ[4.3.0]ノネン−5(DBN)、ポルフィ
リン、5,10,15,20−テトラフェニル−21
H,23H−ポルフィリン(TPP)、フタロシアニ
ン、4,4′,4″,4′′′−テトラアザ−29H,
31H−フタロシアニン、3−シアノインドール、5−
シアノインドールなどの含窒素多環化合物;エチレンジ
アミン、N,N,N′,N′−テトラメチルエチレンジ
アミン、エチレンジアミン四酢酸、プロピレンジアミ
ン、ジエチレントリアミンなどのジアミン及びポリアミ
ン類;ヘキサメチルホスホルアミド(HMPA)、ヘキ
サメチルホスホラストリアミド(HMPT)などのアミ
ド類などが例示できる。
Examples of the polydentate ligand (1) containing at least two nitrogen atoms include, for example, imidazole, 1-methylimidazole, imidazolidine, pyrazole, pyrazolidine, 1H-1,2,3-triazole, 2H-1. , 2,
3-triazole, 1H-1,2,4-triazole,
4H-1,2,4-triazole, 1H-tetrazole, 1,2,5-oxadiazole, 1,3-dimethyl-2-phenyl-1,3,2-diazaphosphoridine (DMADPP), 1 Compounds having a nitrogen-containing 5-membered heterocycle such as pyrrolepropionitrile; pyridazine, pyrimidine, pyrazine, piperazine, 1,3,5-triazine, 1,2,4,5-tetrazine, 2-cyanopyridine, 2- Dimethylaminopyridine, 4-dimethylaminopyridine, 1-piperidine propionitrile, 2,
Compounds having a nitrogen-containing 6-membered heterocycle such as 2 ′, 2 ″ -terpyridyl; 1H-indazole, 2H-indazole, benzimidazole, 5,6-dimethylbenzimidazole, benzotriazole, purine, adenine, quinazoline, 1,8 -Naphthyridine, 1,10-phenanthroline, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane (DABCO), 1,5-diazabicyclo [5.
4.0] undecene-5 (DBU), 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5 (DBN), porphyrin, 5,10,15,20-tetraphenyl-21.
H, 23H-porphyrin (TPP), phthalocyanine, 4,4 ′, 4 ″, 4 ″ ″-tetraaza-29H,
31H-phthalocyanine, 3-cyanoindole, 5-
Nitrogen-containing polycyclic compounds such as cyanoindole; ethylenediamine, N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine, ethylenediaminetetraacetic acid, propylenediamine, diamines and polyamines such as diethylenetriamine; hexamethylphosphoramide (HMPA), Examples thereof include amides such as hexamethylphosphorus triamide (HMPT).

【0018】前記(2) 窒素原子及びリン原子をそれぞれ
少なくとも1つ含む多座配位子として、トリス(ジフェ
ニルホスフィノエチル)アミン、ビス(ジフェニルホス
フィノエチル)アミンなどの含リンアミン類;前記1,
3−ジメチル−2−フェニル−1,3,2−ジアザホス
フォリジン(DMADPP)などの含窒素含リン複素環
化合物;前記ヘキサメチルホスホルアミド(HMP
A)、前記ヘキサメチルホスホラストリアミド(HMP
T)などの含リンアミド類等が例示できる。
(2) As the polydentate ligand containing at least one nitrogen atom and at least one phosphorus atom, phosphorus-containing amines such as tris (diphenylphosphinoethyl) amine and bis (diphenylphosphinoethyl) amine; ,
A nitrogen-containing phosphorus-containing heterocyclic compound such as 3-dimethyl-2-phenyl-1,3,2-diazaphosphoridine (DMADPP); the hexamethylphosphoramide (HMP
A), the hexamethylphosphorus triamide (HMP
Examples thereof include phosphorus-containing amides such as T).

【0019】前記(3) 窒素原子及び酸素原子をそれぞれ
少なくとも1つ含む多座配位子として、オキサゾール、
イソオキサゾール、4H−1,4−オキサジン、モルホ
リン、1−メチルモルホリン、ベンズオキサゾールなど
の含酸素含窒素複素環化合物;エタノールアミン、ジエ
タノールアミン、トリエタノールアミンなどのアミノア
ルコール類などが挙げられる。
As the polydentate ligand (3) containing at least one nitrogen atom and at least one oxygen atom, oxazole,
Oxygen-containing nitrogen-containing heterocyclic compounds such as isoxazole, 4H-1,4-oxazine, morpholine, 1-methylmorpholine and benzoxazole; amino alcohols such as ethanolamine, diethanolamine and triethanolamine.

【0020】前記多座配位子は、例えばイミダゾールや
トリエタノールアミンなどのように、多くは水溶性であ
る。本発明の触媒における多座配位子として、このよう
な水溶性の多座配位子が好適に用いられる。多座配位子
として、水溶性の多座配位子を用いると、以下のような
利点が生じる。すなわち、従来のロジウム−トリアリー
ルホスフィン錯体系触媒を用いる方法では、通常、触媒
の安定化のために過剰量のトリアリールホスフィン配位
子を反応系内に存在させるが、トリアリールホスフィン
配位子と反応で副生する高沸点化合物とは共に脂溶性で
あるため、これらを簡易に分離することができない。そ
のため、前記トリアリールホスフィン配位子を効率よく
回収することが困難である。これに対し、本発明の方法
において、ロジウム錯体の多座配位子として、前記水溶
性の配位子を用いると、例えば、反応系内に水を存在さ
せて二層系で反応させたり、反応終了後に水を添加する
ことにより、過剰に用いた配位子は水層に、副生する高
沸点化合物は有機層に分配されるため、前記配位子を水
層から効率的に回収することができると共に、高沸点化
合物を容易に分離除去できる。
Most of the polydentate ligands are water-soluble, such as imidazole and triethanolamine. Such a water-soluble polydentate ligand is preferably used as the polydentate ligand in the catalyst of the present invention. When a water-soluble polydentate ligand is used as the polydentate ligand, the following advantages occur. That is, in the conventional method using a rhodium-triarylphosphine complex-based catalyst, an excess amount of the triarylphosphine ligand is usually present in the reaction system to stabilize the catalyst. Since both of the high boiling point compound produced as a by-product in the reaction and are lipophilic, they cannot be easily separated. Therefore, it is difficult to efficiently recover the triarylphosphine ligand. On the other hand, in the method of the present invention, when the water-soluble ligand is used as the polydentate ligand of the rhodium complex, for example, water is allowed to exist in the reaction system to cause a reaction in a bilayer system, By adding water after the reaction is completed, the ligand used in excess is distributed to the water layer, and the high-boiling compound by-produced is distributed to the organic layer, so that the ligand is efficiently recovered from the water layer. In addition, the high boiling point compound can be easily separated and removed.

【0021】前記ロジウム錯体は、前記多座配位子を複
数個有していてもよい。
The rhodium complex may have a plurality of the polydentate ligands.

【0022】本発明の触媒は、慣用の方法によって調製
することができる。例えば、適当なロジウム化合物と前
記多座配位子とを反応させることにより容易に調製でき
る。より具体的には、例えばヒドロカルボニルトリス
(トリフェニルホスフィン)ロジウム[HRh(CO)
(PPh3 3 ]などのロジウム錯体と前記多座配位子
とを、必要に応じ適当な溶媒中、反応させ、配位子交換
することにより所望の触媒を調製することができる。調
製した触媒は、未精製のまま用いてもよく、分離精製し
て用いてもよい。
The catalyst of the present invention can be prepared by a conventional method. For example, it can be easily prepared by reacting an appropriate rhodium compound with the polydentate ligand. More specifically, for example, hydrocarbonyl tris (triphenylphosphine) rhodium [HRh (CO)]
A desired catalyst can be prepared by reacting a rhodium complex such as (PPh 3 ) 3 ] with the polydentate ligand in a suitable solvent, if necessary, and exchanging the ligand. The prepared catalyst may be used as it is, or may be separated and purified before use.

【0023】こうして得られる本発明の触媒は、オレフ
ィンのヒドロホルミル化反応によるアルデヒドの合成用
触媒として、又、分岐鎖状アルデヒドの合成用触媒とし
て好適に用いられる。例えば、本発明の触媒の存在下、
オレフィンと一酸化炭素と水素とを反応させると、ヒド
ロホルミル化反応が速やかに進行し、原料オレフィンよ
り炭素数が一つ多い分岐鎖状のアルデヒドが高い選択率
で生成する。
The catalyst of the present invention thus obtained is preferably used as a catalyst for aldehyde synthesis by hydroformylation reaction of olefins and as a catalyst for synthesis of branched aldehydes. For example, in the presence of the catalyst of the present invention,
When an olefin is reacted with carbon monoxide and hydrogen, the hydroformylation reaction proceeds rapidly, and a branched aldehyde having one more carbon number than the starting olefin is produced with high selectivity.

【0024】本発明の製造法における前記オレフィンと
しては、特に限定されず、分子内に炭素二重結合を有す
る広範囲の化合物が挙げられる。前記オレフィンは、反
応が阻害されない範囲で置換基を有していてもよい。前
記オレフィンとして、例えば、プロペン、1−ブテン、
2−ブテン、1,3−ブタジエン、2−メチルプロペ
ン、1−ペンテン、2−ペンテン、1−ヘキセン、2−
ヘキセン、3−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテ
ン、1−デセン、1−ペンタデセンなどの炭素数2〜1
5の直鎖状又は分岐鎖状のオレフィンなどが例示でき
る。なかでも、プロペン、1−ブテン、1−ペンテン、
1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−ペンタデセンなどの
炭素数3〜15のα−オレフィン、特に、プロペン、1
−ブテンなどの炭素数3〜4のα−オレフィンが好適に
用いられる。
The olefin in the production method of the present invention is not particularly limited, and includes a wide range of compounds having a carbon double bond in the molecule. The olefin may have a substituent as long as the reaction is not hindered. Examples of the olefin include propene, 1-butene,
2-butene, 1,3-butadiene, 2-methylpropene, 1-pentene, 2-pentene, 1-hexene, 2-
C2-C1 such as hexene, 3-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-decene, 1-pentadecene
Examples thereof include linear or branched olefins of No. 5, and the like. Among them, propene, 1-butene, 1-pentene,
C3-C15 α-olefins such as 1-hexene, 1-heptene and 1-pentadecene, especially propene, 1
-C3-C4 α-olefins such as butene are preferably used.

【0025】反応は、特に溶媒を用いることなく行って
もよいが、反応に悪影響を及ぼさない溶媒の存在下で行
うこともできる。前記溶媒としては、例えば、ペンタ
ン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン
などの脂肪族炭化水素類;シクロヘキサン、メチルシク
ロヘキサンなどの脂環族炭化水素類;ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、エチルベンゼン、クメン、シメンなどの
芳香族炭化水素類;四塩化炭素、クロロホルム、ジクロ
ロメタン、1,2−ジクロロエタンなどのハロゲン化炭
化水素類;酢酸、プロピオン酸などのカルボン酸類;酢
酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチ
ル、酢酸アミル、酢酸セロソルブ、プロピオン酸エチル
などのエステル類;ジエチルエーテル、ジブチルエーテ
ル、ジメトキシエタン、アニソール、ジオキサン、テト
ラヒドロフランなどのエーテル類;アセトン、メチルエ
チルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類;ベンズ
アルデヒドなどのアルデヒド類;アセトニトリル、N,
N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドなど
の非プロトン性極性溶媒などが含まれる。好ましい溶媒
には、デカンなどの脂肪族炭化水素類、トルエンなどの
芳香族炭化水素類、アニソールなどのエーテル類、酢酸
などのカルボン酸類等が含まれる。また、反応終了後反
応生成物を蒸溜により分離する際、溶媒を留出させるこ
となくそのまま反応系にリサイクルできるよう、溶媒の
沸点は目的化合物であるアルデヒドより高いのが好まし
い。
The reaction may be carried out without using a solvent, but it may also be carried out in the presence of a solvent which does not adversely influence the reaction. Examples of the solvent include aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, octane, decane and dodecane; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and methylcyclohexane; benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene and cymene. Aromatic hydrocarbons such as; carbon tetrachloride, chloroform, dichloromethane, halogenated hydrocarbons such as 1,2-dichloroethane; carboxylic acids such as acetic acid and propionic acid; methyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, etc. Amyl acetate, cellosolve acetate, ethyl propionate and other esters; diethyl ether, dibutyl ether, dimethoxyethane, anisole, dioxane, tetrahydrofuran and other ethers; acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone and other ketones Aldehydes such as benzaldehyde; emissions such acetonitrile, N,
An aprotic polar solvent such as N-dimethylformamide or dimethyl sulfoxide is included. Preferred solvents include aliphatic hydrocarbons such as decane, aromatic hydrocarbons such as toluene, ethers such as anisole, carboxylic acids such as acetic acid, and the like. Further, when the reaction product is separated by distillation after the completion of the reaction, the boiling point of the solvent is preferably higher than that of the target compound, aldehyde, so that the solvent can be recycled to the reaction system without distilling the solvent.

【0026】反応は、系内に水を存在させることにより
二層系で行うこともできる。反応を二層系で行うと、前
記のように、配位子の回収及び高沸点化合物の分離除去
が容易であるため、特に連続式で反応を行う場合に有利
である。
The reaction can also be carried out in a two-layer system by allowing water to exist in the system. When the reaction is carried out in a two-layer system, as described above, the recovery of the ligand and the separation and removal of the high boiling point compound are easy, so that it is particularly advantageous when the reaction is carried out in a continuous system.

【0027】反応に用いる触媒としては、前記触媒の何
れであってもよいが、特に直鎖状アルデヒド1モルに対
して、分岐鎖状アルデヒドを0.3モル以上生成させる
触媒を用いるのが好ましい。
The catalyst used in the reaction may be any of the above-mentioned catalysts, but it is particularly preferable to use a catalyst which produces 0.3 mol or more of a branched aldehyde with respect to 1 mol of a linear aldehyde. .

【0028】触媒の濃度は、反応速度及び経済性等を考
慮して適宜選択できるが、通常、ロジウムとして、0.
01〜100ミリモル/L、好ましくは0.05〜50
ミリモル/L程度である。触媒濃度が低すぎると反応速
度が低下し易く、逆に高すぎると経済的に好ましくな
い。
The concentration of the catalyst can be appropriately selected in consideration of the reaction rate and the economical efficiency, but usually, as rhodium, it is 0.
01-100 mmol / L, preferably 0.05-50
It is about mmol / L. If the catalyst concentration is too low, the reaction rate tends to decrease, and conversely, if it is too high, it is economically undesirable.

【0029】本発明の触媒をヒドロホルミル化反応に用
いた場合の活性種は、詳細は不明であるが、ロジウム
に、前記多座配位子、原料オレフィン、一酸化炭素及び
水素などが配位した錯体であると推測される。このよう
な錯体は単一錯体ではなく、前記各配位子間の競争的配
位により生成する配位子の異なる複数の錯体が平衡状態
で存在しているものと考えられる。
The active species when the catalyst of the present invention is used in the hydroformylation reaction is not known in detail, but the polydentate ligand, the starting olefin, carbon monoxide and hydrogen are coordinated with rhodium. Presumed to be a complex. It is considered that such a complex is not a single complex, but a plurality of complexes having different ligands produced by the competitive coordination between the respective ligands exist in an equilibrium state.

【0030】本発明の製造法においては、反応系内に前
記多座配位子を過剰量存在させてもよい。前記多座配位
子の使用量は、ロジウム1グラム原子に対して、例えば
1〜300モル、好ましくは5〜100モル程度であ
る。前記多座配位子が系内に過剰量存在すると、触媒の
安定性が向上するだけでなく、分岐鎖状アルデヒドの選
択率が向上する場合がある。また、従来のトリアリール
ホスフィン配位子の場合とは異なり、多座配位子が過剰
量存在することによる反応速度の低下は見られない。
In the production method of the present invention, the polydentate ligand may be present in excess in the reaction system. The amount of the polydentate ligand used is, for example, 1 to 300 mol, preferably 5 to 100 mol, per 1 gram atom of rhodium. When the polydentate ligand is present in excess in the system, not only the stability of the catalyst is improved but also the selectivity of the branched chain aldehyde may be improved. Further, unlike the case of the conventional triarylphosphine ligand, the decrease in the reaction rate due to the excessive amount of the polydentate ligand is not observed.

【0031】反応温度は、例えば20〜200℃、好ま
しくは50〜160℃、さらに好ましくは90〜130
℃程度である。反応温度が20℃未満では、反応速度が
遅く、200℃を越えると、生成したアルデヒドが縮合
したり、触媒が失活し易くなる。
The reaction temperature is, for example, 20 to 200 ° C, preferably 50 to 160 ° C, more preferably 90 to 130 ° C.
It is about ℃. If the reaction temperature is lower than 20 ° C., the reaction rate is slow, and if it exceeds 200 ° C., the produced aldehyde is likely to condense or the catalyst is easily deactivated.

【0032】一酸化炭素及び水素の使用量は、それぞ
れ、原料オレフィン1モルに対して、通常1〜1000
モル、好ましくは1〜100モル、さらに好ましくは1
〜10モル程度である。一酸化炭素と水素の比率は、特
に限定されないが、通常、水素1モルに対して、一酸化
炭素1〜10モル使用する。反応系に供給するガスは、
必要に応じて、反応に不活性なガス、例えば、窒素、ヘ
リウム、アルゴン、二酸化炭素などにより希釈されてい
てもよい。
The amounts of carbon monoxide and hydrogen used are usually 1 to 1000 per mol of the raw material olefin.
Mol, preferably 1 to 100 mol, more preferably 1
It is about 10 mol. The ratio of carbon monoxide to hydrogen is not particularly limited, but usually 1 to 10 mol of carbon monoxide is used with respect to 1 mol of hydrogen. The gas supplied to the reaction system is
If necessary, it may be diluted with a gas inert to the reaction, such as nitrogen, helium, argon or carbon dioxide.

【0033】反応圧力は、通常、常圧〜200Kg/c
2 、好ましくは20〜150Kg/cm2 程度であ
る。一酸化炭素と水素の分圧の和は、例えば10〜15
0Kg/cm2 程度である。
The reaction pressure is usually from atmospheric pressure to 200 Kg / c.
m 2 , preferably about 20 to 150 Kg / cm 2 . The sum of the partial pressures of carbon monoxide and hydrogen is, for example, 10 to 15
It is about 0 Kg / cm 2 .

【0034】反応は、回分式、半回分式、連続式の何れ
の方式で行うこともできる。.反応により生成したアル
デヒドは、慣用の分離精製手段、例えば、濃縮、蒸溜、
抽出、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィー等、又
はこれらを組合わせることによって、容易に取得するこ
とができる。
The reaction can be carried out in any of a batch system, a semi-batch system and a continuous system. . The aldehyde produced by the reaction can be separated and purified by a conventional method such as concentration, distillation,
It can be easily obtained by extraction, crystallization, recrystallization, column chromatography or the like, or a combination thereof.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明の触媒は、少なくとも一つの窒素
原子を持つ多座配位子を有するロジウム錯体を含むた
め、高い触媒活性及び安定性を有すると共に、分岐鎖状
アルデヒドを選択性よく生成させる。
EFFECTS OF THE INVENTION Since the catalyst of the present invention contains a rhodium complex having a polydentate ligand having at least one nitrogen atom, it has high catalytic activity and stability, and at the same time produces a branched chain aldehyde with high selectivity. Let

【0036】本発明の製造法によれば、前記優れた特性
を有する触媒を用いるため、分岐鎖状アルデヒドを高い
選択率で効率よく、しかも安定に製造することができ
る。
According to the production method of the present invention, since the catalyst having the above-mentioned excellent properties is used, a branched chain aldehyde can be produced efficiently with high selectivity and stably.

【0037】[0037]

【実施例】以下に、実施例に基いて本発明をより詳細に
説明するが、本発明はこれらの実施例により限定される
ものではない。
The present invention will be described in more detail based on the following examples, but the invention is not intended to be limited by these examples.

【0038】実施例1〜16及び比較例 内容積300mlの電磁攪拌式のオートクレーブに、5
50ppm(但し、実施例2では1650ppm)のヒ
ドロカルボニルトリス(トリフェニルホスフィン)ロジ
ウム[HRh(CO)(PPh3 3 ]を含む溶媒60
mlと、所定の配位子(L)を所定量仕込み、気相部を
窒素ガスで置換した後、110℃で2時間攪拌した。な
お、実施例10では、配位子を0.6mlの水に溶解さ
せて仕込んだ。
Examples 1 to 16 and Comparative Example In an electromagnetic stirring type autoclave having an internal volume of 300 ml, 5
Solvent 60 containing 50 ppm (however, 1650 ppm in Example 2) of hydrocarbonyl tris (triphenylphosphine) rhodium [HRh (CO) (PPh 3 ) 3 ]
A predetermined amount of ml and a predetermined ligand (L) were charged, the gas phase was replaced with nitrogen gas, and the mixture was stirred at 110 ° C. for 2 hours. In Example 10, the ligand was prepared by dissolving it in 0.6 ml of water.

【0039】次いで、プロピレンガスを0.06モル仕
込み、所定割合の一酸化炭素と水素との混合ガスを40
Kg/cm2 の圧力まで圧入し、所定温度で2時間反応
させた。
Next, 0.06 mol of propylene gas was charged, and 40% of a mixed gas of carbon monoxide and hydrogen in a predetermined ratio was charged.
The mixture was pressed into a pressure of Kg / cm 2 and reacted at a predetermined temperature for 2 hours.

【0040】反応終了後、ガスクロマトグラフィーによ
り、各成分の定性及び定量分析を行った。各実施例及び
比較例の反応条件及び反応結果を表1に示す。
After completion of the reaction, each component was qualitatively and quantitatively analyzed by gas chromatography. Table 1 shows the reaction conditions and reaction results of each Example and Comparative Example.

【0041】なお、表1において、「DMADPP」は
1,3−ジメチル−2−フェニル−1,3,2−ジアザ
ホスフォリジン、「TPP」は5,10,15,20−
テトラフェニル−21H,23H−ポルフィリン、「H
MPT」はヘキサメチルホスホラストリアミド、「HM
PA」はヘキサメチルホスホルアミド、「生成比(i/
n)」はイソブチルアルデヒドとn−ブチルアルデヒド
の生成モル比(イソブチルアルデヒド/n−ブチルアル
デヒド)、「反応選択性」は比較例における前記「生成
比(i/n)」を1とした場合の各実施例の前記「生成
比(i/n)」の値を表す。
In Table 1, "DMADPP" is 1,3-dimethyl-2-phenyl-1,3,2-diazaphosphoridine, and "TPP" is 5,10,15,20-.
Tetraphenyl-21H, 23H-porphyrin, "H
"MPT" is hexamethylphosphorus triamide, "HM
“PA” is hexamethylphosphoramide, “production ratio (i /
"n)" is a production molar ratio of isobutyraldehyde and n-butyraldehyde (isobutyraldehyde / n-butyraldehyde), and "reaction selectivity" is when the "production ratio (i / n)" in Comparative Example is 1. The value of the "generation ratio (i / n)" of each example is shown.

【0042】[0042]

【表1】 [Table 1]

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 オレフィンのヒドロホルミル化反応によ
るアルデヒド合成用触媒であって、少なくとも一つの窒
素原子を持つ多座配位子を有するロジウム錯体を含むア
ルデヒド合成用触媒。
1. A catalyst for aldehyde synthesis by olefin hydroformylation reaction, which comprises a rhodium complex having a polydentate ligand having at least one nitrogen atom.
【請求項2】 分岐鎖状アルデヒド合成用触媒であっ
て、少なくとも一つの窒素原子を持つ多座配位子を有す
るロジウム錯体を含むアルデヒド合成用触媒。
2. A catalyst for the synthesis of branched aldehydes, which comprises a rhodium complex having a polydentate ligand having at least one nitrogen atom.
【請求項3】 多座配位子が、窒素原子と、窒素原子、
リン原子及び酸素原子から選ばれた少なくとも一つの原
子とを有する請求項1又は2に記載のアルデヒド合成用
触媒。
3. The polydentate ligand comprises a nitrogen atom, a nitrogen atom,
The aldehyde synthesis catalyst according to claim 1 or 2, which has at least one atom selected from a phosphorus atom and an oxygen atom.
【請求項4】 オレフィンと一酸化炭素と水素とを請求
項1〜3の何れかの項に記載のアルデヒド合成用触媒の
存在下で反応させるアルデヒドの製造法。
4. A method for producing an aldehyde, which comprises reacting an olefin, carbon monoxide, and hydrogen in the presence of the catalyst for aldehyde synthesis according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 直鎖状アルデヒド1モルに対して、分岐
鎖状アルデヒドを0.3モル以上生成させるアルデヒド
合成用触媒の存在下で反応させる請求項4記載のアルデ
ヒドの製造法。
5. The method for producing an aldehyde according to claim 4, wherein the reaction is carried out in the presence of a catalyst for aldehyde synthesis which produces 0.3 mol or more of a branched aldehyde with respect to 1 mol of the linear aldehyde.
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