JPH06263692A - グリコ−ル酸エステルの製造法 - Google Patents

グリコ−ル酸エステルの製造法

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JPH06263692A
JPH06263692A JP5052299A JP5229993A JPH06263692A JP H06263692 A JPH06263692 A JP H06263692A JP 5052299 A JP5052299 A JP 5052299A JP 5229993 A JP5229993 A JP 5229993A JP H06263692 A JPH06263692 A JP H06263692A
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JP
Japan
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reaction
hydrogen
acid ester
catalyst
oxalic acid
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Application number
JP5052299A
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English (en)
Inventor
Koichi Hirai
浩一 平井
Yasuo Nakamura
靖夫 中村
Yasunori Fukuda
康法 福田
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Publication date
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    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明は、シュウ酸ジエステルを水素により
気相で水素化反応させてグリコ−ル酸エステルを製造す
る方法において、一般式(COOR)2 (但し、式中の
Rは炭素数1〜6の低級アルキル基を示す)で表される
シュウ酸ジエステルを、固体触媒の存在下、脂肪族アル
コ−ルを共存させて、水素により気相で水素化反応させ
てグリコ−ル酸エステルを合成することを特徴とするグ
リコ−ル酸エステルの製造法に関する。 【効果】 本発明の、固体触媒存在下、脂肪族アルコ−
ルを共存させてシュウ酸ジエステルを水素により気相で
水素化反応させる方法によって、グリコ−ル酸エステル
を高選択率、高収量で製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、固体触媒の存在下、シ
ュウ酸ジエステルと水素を気相接触反応させる際に、脂
肪族アルコ−ルを共存させて、高選択率、高収量でグリ
コ−ル酸エステルを製造する方法に関する。グリコ−ル
酸エステルは、ボイラ−等の洗浄剤、メッキ用添加剤、
エッチング剤、皮なめし剤として、また、洗剤のビルダ
−や生分解性ポリマ−等の製造のための中間体として非
常に有用な化合物である。
【0002】
【従来の技術】グリコ−ル酸エステルの製造法として
は、シュウ酸ジエチルなどのシュウ酸ジエステルを触媒
の存在下で水素と接触反応させることが既に知られてい
る。(特公昭55−42971号公報、アメリカ特許第
4,112,245号、ドイツ特許第459,603
号)。しかしながら、これらの方法は、この反応が逐次
反応であるため、触媒の改良もしくは反応条件の最適化
を行わなければ、いずれも水素化反応が更に進行してエ
チレングリコールが副生し、グリコ−ル酸エステルの選
択率が低下する、それに伴ってグリコ−ル酸エステルの
分離精製も煩雑になるという問題点があった。
【0003】これを解決するため、例えば、特開昭55
−40685号公報では、ルテニウム、ニッケルおよび
ラネ−ニッケルの中から選定される触媒の存在下で反応
条件を変えてシュウ酸ジエステルと水素との接触反応を
行うことにより、エチレングリコ−ルまたはグリコ−ル
酸エステルの一方が相対的に多量含まれる反応生成物を
得ているが、グリコ−ル酸エステルを工業的に製造する
ためには、更に反応速度を上げて選択率を向上させると
共に、安価な触媒を使用して温和な反応条件で反応を行
うことが必要であった。
【0004】また、特公昭60−45938号公報で
は、銅のアンミン錯体がシリカ担体に担持された触媒
を、特公昭62−37030号公報では、銀またはパラ
ジウムが担持された触媒を用いて、同様の接触反応を行
う方法が開示されているが、これらの触媒は活性やグリ
コ−ル酸エステルの選択率が低く、工業的に使用するに
は十分ではなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】公知のグリコ−ル酸エ
ステルの製造法は、前述したように、シュウ酸ジエステ
ルの水素化反応が逐次反応であり、更に反応が進むとエ
チレングリコ−ルが生成する副反応が起こることによ
り、グリコ−ル酸エステルの選択率が低下するなどの問
題点があった。本発明の目的は、反応生成物の分離・回
収が容易な気相法により、温和な反応条件下、グリコ−
ル酸エステルを高選択率、高収量で製造し得る工業的に
好適なグリコ−ル酸エステルの製造法を提供することに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来公知
のグリコ−ル酸エステルの製造法における前述したよう
な問題点を克服すべく、シュウ酸エステルと水素との気
相接触反応について鋭意検討した結果、水素化触媒の存
在下、脂肪族アルコールを共存させて、シュウ酸エステ
ルと水素との気相接触反応を行うと、極めて高い活性お
よび選択率で目的生成物のグリコ−ル酸エステルが得ら
れることを見出して本発明に到達した。
【0007】即ち、本発明は、シュウ酸ジエステルを水
素により気相で水素化反応させてグリコ−ル酸エステル
を製造する方法において、一般式(COOR)2 (但
し、式中のRは、炭素数1〜6の低級アルキル基を示
す)で表されるシュウ酸ジエステルを、固体触媒の存在
下、脂肪族アルコ−ルを共存させて、水素により気相で
水素化反応させてグリコ−ル酸エステルを合成すること
を特徴とするグリコ−ル酸エステルの製造法に関する。
【0008】本発明で使用されるシュウ酸ジエステルと
しては、シュウ酸と炭素数1〜6の低級脂肪族一価アル
コ−ルとのジエステルを用いるのが好ましい。具体的に
は、シュウ酸ジメチル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ
プロピル、シュウ酸ジブチル、シュウ酸ジアミルなどを
好適に挙げることができるが、特に前記の炭素数1〜4
の低級脂肪族一価アルコ−ルのシュウ酸ジエステルが好
ましく、中でもシュウ酸ジメチル又はシュウ酸ジエチル
が最も好ましい。
【0009】また、本発明で使用される触媒としては、
銅、銀などの銅族金属、鉄、ニッケル、コバルトなどの
鉄族金属、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウムな
どの白金族金属から選ばれた一成分からなる金属成分、
または銅−クロム、銅−亜鉛などの銀を除く金属と銅の
二成分からなる金属成分が、珪藻土、活性炭、シリコン
カ−バイド、チタニア、アルミナ、シリカアルミナ、ラ
ンタノイド、ジルコニア、酸化亜鉛などの担体に担持さ
れた触媒が挙げられるが、好ましくは、銅、銀、ルテニ
ウム、銅−クロムが前記担体に担持された触媒が好適に
用いられる。
【0010】本発明で使用される固体触媒は、前記金属
の塩化物、臭化物、沃化物、弗化物等のハロゲン化物、
硝酸塩、硫酸塩、燐酸塩、酢酸塩等の無機酸塩や有機酸
塩、および錯化合物などの水溶性化合物が溶解している
前記金属化合物の水溶液を調製し、これに上記の担体を
添加して、適当な方法で触媒成分を担体に担持させた
後、水素ガスなどで、担体に担持されている前記金属化
合物を還元することによって調製される。
【0011】触媒成分を担体に担持する方法は、特別な
ものである必要はなく,通常実施さ方法、即ち、含浸法
(浸漬吸着法)、混練法、沈着法、蒸発乾固法、共沈法
等でよいが、簡便であることから、本発明では、共沈
法、含浸法または蒸発乾固法が望ましい。触媒成分の担
持は、例えば、上記の担体を懸濁した前記金属化合物水
溶液に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリ
ウム、炭酸アンモニウム、アンモニア水などのアルカリ
化剤を少しずつ添加して、前記金属化合物を含む沈澱を
担体上に析出させ、前記金属化合物が担体に担持されて
いる沈澱物を濾過または濃縮により分離することによっ
て行われる。なお、この触媒成分の担体への担持は、同
時に行ってもまたは逐次に行ってもよい。
【0012】担持された触媒成分の還元は、前述の沈澱
物を充分に水洗して、空気中、例えば120℃付近の温
度で乾燥した後、水素ガスまたはヒドラジン等の一般的
な還元剤を用いて行われるが、水素ガスを用いる還元処
理では、シュウ酸ジエステルの水素化反応に先立って、
150〜400℃の温度で、還元時間を1〜2時間とす
る一般的な水素ガスによる還元処理を行って、上記金属
が主として担持されている固体触媒を製造することが好
ましい。なお、この還元処理を行った後の触媒におい
て、未還元の触媒成分が、担体上に担持された触媒成分
の合計量の20重量%以下、特に10重量%以下で担持
されていても、本発明のシュウ酸ジエステルの水素化反
応には支障はない。
【0013】本発明のシュウ酸ジエステルの水素化反応
を行う時に共存させる脂肪族アルコ−ルとしては、生成
物の分離精製を容易にするため、原料として使用するシ
ュウ酸ジエステルに含まれるアルキル基と同じアルキル
基を持つ炭素数1〜6の脂肪族一価アルコ−ルを使用す
ることが好ましい。即ち、シュウ酸ジエステルとしてシ
ュウ酸ジメチルを使用する場合はメチルアルコ−ルを、
シュウ酸ジエチルを使用する場合はエチルアルコ−ルを
使用することが好ましい。
【0014】共存させる脂肪族アルコ−ルの量は、シュ
ウ酸ジエステルに対してモル比で5以上が好ましく、特
に上限はないが、モル比が20以上になれば、反応速度
が減少し、また後工程での分離操作のエネルギ−も多量
に必要になるため、経済性を考慮して、モル比が8〜2
0の範囲であることが好ましい。なお、脂肪族アルコ−
ルは,予め原料のシュウ酸ジエステルに混入する方法ま
たは別経路で供給する方法によって反応に供することが
できる。
【0015】本発明では、シュウ酸ジエステルと水素と
の接触反応は、反応温度が、100〜300℃、好まし
くは150〜250℃の範囲であって、反応圧が常圧〜
50kg/cm2 の条件で行うことが望ましい。また、
反応管に導入される水素とシュウ酸ジエステルとのモル
比(水素/シュウ酸ジエステル)は、2〜100、特に
好ましくは4〜50であることが望ましく、固体触媒と
の接触時間は0.01〜20秒、特に好ましくは0.2
〜8秒であることが望ましい。
【0016】
【実施例】次に、実施例および比較例を挙げて、本発明
の方法を具体的に説明するが、これらは、本発明の方法
を何ら限定するものではない。なお、各実施例および比
較例における反応条件のうち、液空間速度:LHSV
(g/ml・hr)、空間速度:SV(hr-1)は、そ
れぞれ下記の式により計算した。
【0017】
【数1】
【0018】
【数2】
【0019】また、各実施例および比較例におけるシュ
ウ酸ジエステルの転化率(%)、グリコ−ル酸エステル
の選択率(%)、エチレングリコ−ルの選択率(%)お
よびグリコール酸エステルのSTYは、次式により求め
た。
【0020】
【数3】
【0021】
【数4】
【0022】
【数5】
【0023】
【数6】
【0024】実施例1 〔触媒の調製〕特公昭60−45938号公報の実施例
8〜11と同様にして、銅のアンミン錯体がシリカ担体
に担持された触媒を調製した。硝酸第2銅・3水和物
(Cu(NO3 2 ・3H2 O)38.0gを水200
mlに溶解し、これに濃アンモニア水60mlを加えて
pHを約11〜12として、銅アンミン錯体を含む深青
色の溶液を得た。この深青色の溶液に、30重量%コロ
イド状シリカゾル66、6gを加えて室温で数時間攪拌
した後、温度を上げて大部分の水を蒸発させ、更に、1
20℃で12時間乾燥した。次いで、乾燥物を充分に水
洗し、空気中、140℃で14時間乾燥した後、水素気
流中、350℃で2時間還元処理して触媒を調製した。
【0025】〔グリコ−ル酸メチルの合成〕上記で得ら
れた触媒10mlを内径20mm、長さ700mmのガ
ラス製気相反応管に充填した後、この反応管を電気炉中
に垂直に設置して反応温度が220℃になるように触媒
層内温度を加熱制御した。この反応管の上部から、表1
に示す液空間速度(LHSV)及び空間速度(SV)
で、水素とシュウ酸ジメチルのモル比が25.0となる
ように水素及びシュウ酸ジメチルをメタノ−ル0.75
g/ml・hrと共に供給しながら、前記反応温度で、
常圧下、シュウ酸ジメチルの水素化反応を行った。反応
管を通過した反応生成物は氷冷したトラップ中を通して
捕集した。得られた捕集液をガスクロマトグラフィ−に
よって分析した結果から、シュウ酸ジメチルの転化率、
グリコ−ル酸メチルの選択率及び空時収量(STY)、
エチレングリコールの選択率を求めて、表1にそれぞれ
記載した。
【0026】比較例1 〔グリコ−ル酸メチルの合成〕実施例1と同様にして調
製した触媒10mlを使用して、表1に示す液空間速度
(LHSV)および空間速度(SV)で、水素とシュウ
酸ジメチルのモル比が25.0となるように、水素、窒
素およびシュウ酸ジメチルを反応系に供給しながら、反
応温度220℃で、常圧下、シュウ酸ジメチルの水素化
反応を実施例1と同様に行った。得られた結果を表1に
示す。
【0027】実施例2 〔触媒の調製〕特公昭62−37030号公報の実施例
1と同様にして、銀がシリカ担体に担持された触媒を調
製した。硝酸銀(AgNO3 )5gを水20mlに溶解
し、これに33%のコロイド性シリカ145gを加え
た。このシリカ懸濁液に水酸化ナトリウム水溶液(水1
00mlにNaOH1.24gを溶解したもの)を徐々
に加え、添加終了後、1時間の熟成を行って、生じた沈
澱を濾過して集めた。濾別した、実質的にAgOH−S
iO2 からなる固形物を2回水洗し、次に140℃で一
夜乾燥して担持体を形成した。こうして得られた担持体
2gに3%ヒドラジン水溶液40mlを加えて一夜放置
した後、固形物を濾過により集めて、水洗し、次いで、
真空下、室温で乾燥し、その後、更に150〜200℃
で乾燥して、触媒を調製した。
【0028】〔グリコ−ル酸メチルの合成〕上記で得ら
れた触媒10mlを使用して、表1に示す液空間速度
(LHSV)および空間速度(SV)で、水素とシュウ
酸ジメチルのモル比が25.0となるように、水素およ
びシュウ酸ジメチルをメタノ−ル0.75g/ml・h
rと共に反応系に供給しながら、反応温度249℃で、
常圧下、シュウ酸ジメチルの水素化反応を実施例1と同
様に行った。得られた結果を表1に示す。
【0029】比較例2 〔グリコ−ル酸メチルの合成〕実施例2と同様にして調
製した触媒10mlを使用して、表1に示す液空間速度
(LHSV)および空間速度(SV)で、水素とシュウ
酸ジメチルのモル比が25.0となるように、水素、窒
素およびシュウ酸ジメチルを反応系に供給しながら、反
応温度249℃で、常圧下、シュウ酸ジメチルの水素化
反応を実施例1と同様に行った。得られた結果を表1に
示す。
【0030】実施例3 〔グリコ−ル酸エチルの合成〕実施例1におけるガラス
製反応管をステンレス製反応管に変えて、市販の銅−ク
ロム触媒(堺化学製:ST−205)25mlを使用
し、表1に示す液空間速度(LHSV)および空間速度
(SV)で、水素とシュウ酸ジエチルのモル比が25.
0となるように、水素およびシュウ酸ジエチルを反応系
に供給しながら、反応温度190℃、反応圧20kg/
cm2 で、シュウ酸ジエチルの水素化反応を実施例1と
同様に行った。得られた結果を表1に示す。
【0031】比較例3 〔グリコ−ル酸エチルの合成〕実施例3と同様のステン
レス製反応管および触媒25mlを使用して、表1に示
す液空間速度(LHSV)および空間速度(SV)で、
水素とシュウ酸ジエチルのモル比が25.0となるよう
に、水素、窒素およびシュウ酸ジエチルを反応系に供給
しながら、反応温度190℃、反応圧20kg/cm2
で、シュウ酸ジエチルの水素化反応を実施例1と同様に
行った。得られた結果を表1に示す。
【0032】
【表1】
【0033】
【発明の作用効果】本発明の方法により、逐次反応によ
るエチレングリコ−ルの副生および目的生成物であるグ
リコ−ル酸エステルの選択率の低下など、従来公知のグ
リコ−ル酸エステルの製造法が有する課題を解決して、
温和な反応条件下で、反応生成物の分離精製が容易な気
相法により水素によるシュウ酸ジエステルの水素化反応
を行って、グリコ−ル酸エステルを高選択率、高収量で
製造することができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シュウ酸ジエステルを水素により気相で
    水素化反応させてグリコ−ル酸エステルを製造する方法
    において、一般式(COOR)2 (但し、式中のRは炭
    素数1〜6の低級アルキル基を示す)で表されるシュウ
    酸ジエステルを、固体触媒の存在下、脂肪族アルコ−ル
    を共存させて、水素により気相で水素化反応させてグリ
    コ−ル酸エステルを合成することを特徴とするグリコ−
    ル酸エステルの製造法。
JP5052299A 1993-03-12 1993-03-12 グリコ−ル酸エステルの製造法 Pending JPH06263692A (ja)

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EP94103539A EP0614875A1 (en) 1993-03-12 1994-03-09 Method of producing a glycolic acid ester
US08/209,386 US5455372A (en) 1993-03-12 1994-03-10 Method of producing a glycolic acid ester

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102649744A (zh) * 2011-02-25 2012-08-29 中国石油化工股份有限公司 乙醇酸酯的生产方法

Cited By (2)

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CN102649744A (zh) * 2011-02-25 2012-08-29 中国石油化工股份有限公司 乙醇酸酯的生产方法
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