JPH0641106A - Production of lactones - Google Patents

Production of lactones

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JPH0641106A
JPH0641106A JP4056520A JP5652092A JPH0641106A JP H0641106 A JPH0641106 A JP H0641106A JP 4056520 A JP4056520 A JP 4056520A JP 5652092 A JP5652092 A JP 5652092A JP H0641106 A JPH0641106 A JP H0641106A
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JP
Japan
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reaction
catalyst
potassium
saturated
noble metal
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Application number
JP4056520A
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Japanese (ja)
Inventor
Takamasa Fuchigami
高正 渕上
Noriko Wakasa
のり子 若狭
Tokuka Ka
徳華 賀
Takashi Okada
隆志 岡田
Hiroyuki Sasakihara
弘之 笹木原
Atsushi Fujimura
敦 藤村
Takanori Miyake
孝典 三宅
Yoshiaki Kano
芳明 加納
Toshihiro Saito
寿広 斎藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sagami Chemical Research Institute
Tosoh Corp
Original Assignee
Sagami Chemical Research Institute
Tosoh Corp
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Publication date
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Publication of JPH0641106A publication Critical patent/JPH0641106A/en
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Abstract

PURPOSE:To produce lactones, especially gamma-butyrolactone useful as a solvent for an electrically conductive organic solution or a synthetic raw material for pyrrolidones in a high selectivity from a saturated and/or unsaturated dicarboxylic acid derivative under mild condition. CONSTITUTION:A saturated and/or unsaturated dicarboxylic acid derivative is hydrogenated in the presence of an inorganic alkali metal salt by using a capalyst composed of a group VIII noble metal supported on a carrier.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はラクトン類の製造法に関
するものであり、特にγ−ブチロラクトンの製造法に関
する。γ−ブチロラクトンは有機電気伝導溶液の溶媒や
ピロリドン類等の合成原料として有用な化合物である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing lactones, and more particularly to a method for producing .gamma.-butyrolactone. [gamma] -butyrolactone is a compound useful as a solvent for an organic electroconductive solution, a synthetic raw material for pyrrolidones and the like.

【0002】[0002]

【従来技術】従来、飽和及び/又は不飽和ジカルボン酸
誘導体を液相で水素化してラクトン類を製造するための
方法に関しては、多くの提案がなされている。
2. Description of the Related Art Hitherto, many proposals have been made regarding a method for producing a lactone by hydrogenating a saturated and / or unsaturated dicarboxylic acid derivative in a liquid phase.

【0003】例えば触媒として、活性炭担持パラジウム
触媒(以下、Pd/Cと略称)を用いる方法(米国特許
3,113,138号)、ニッケル系触媒を用いる方法
(例えば特公昭43−6947号公報)、コバルト−パ
ラジウム系触媒を用いる方法(例えば特公昭58−29
142号公報)が知られている。
For example, as a catalyst, a method using an activated carbon-supported palladium catalyst (hereinafter abbreviated as Pd / C) (US Pat. No. 3,113,138) and a method using a nickel-based catalyst (for example, JP-B-43-6947). , A method using a cobalt-palladium-based catalyst (for example, JP-B-58-29).
No. 142) is known.

【0004】しかしながら、Pd/Cを用いる方法は、
原料として無水コハク酸を使用した場合はγ−ブチロラ
クトンが比較的高収率で得られるものの、無水マレイン
酸を用いた場合は2段反応を必要とし、しかも途中で触
媒を追加するといった操作上の問題がある。
However, the method using Pd / C is
When succinic anhydride is used as a raw material, γ-butyrolactone is obtained in a relatively high yield, but when maleic anhydride is used, a two-step reaction is required, and in addition, a catalyst is added during operation. There's a problem.

【0005】ニッケル系触媒、コバルト−パラジウム系
触媒を使用する方法は、触媒の費用が比較的安価という
利点はあるものの、反応条件が250℃,100kg/
cm2Gと苛酷であるため、環状エーテルの生成や脱炭
酸等の副反応が進行し、ラクトン類の選択性は満足のい
くものではない。
The method using a nickel-based catalyst or a cobalt-palladium-based catalyst has the advantage that the cost of the catalyst is relatively low, but the reaction conditions are 250 ° C. and 100 kg /
Since it is as severe as cm 2 G, side reactions such as formation of cyclic ether and decarboxylation proceed, and the selectivity of lactones is not satisfactory.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、原料
として飽和或いは不飽和どちらのジカルボン酸誘導体を
用いた場合においても、一段の水素化反応で従来知られ
ている触媒よりも温和な条件下、高選択的にラクトン
類、特にγ−ブチロラクトンを製造する方法を提供する
ことにある。
The object of the present invention is to provide a milder condition than a conventionally known catalyst in a one-step hydrogenation reaction, regardless of whether a saturated or unsaturated dicarboxylic acid derivative is used as a raw material. It is an object of the present invention to provide a method for producing lactones, particularly γ-butyrolactone, with high selectivity.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を解決するために鋭意研究を行った結果、担体に担持
されたVIII族の貴金属を触媒として、無機アルカリ
金属塩の共存下に水素化反応を行うことで、原料として
飽和或いは不飽和どちらのジカルボン酸誘導体を用いた
場合にでも一段の水素化反応で、かつ温和な条件下で高
選択的にラクトン類が製造できることを見いだし本発明
を完成するに至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a noble metal of Group VIII supported on a carrier is used as a catalyst in the presence of an inorganic alkali metal salt. It was found that lactones can be produced highly selectively in a single-stage hydrogenation reaction under mild conditions regardless of whether a saturated or unsaturated dicarboxylic acid derivative is used as a raw material by carrying out a hydrogenation reaction. The present invention has been completed.

【0008】即ち、本発明は飽和及び/又は不飽和ジカ
ルボン酸誘導体を水素化するにあたり、担体に担持され
たVIII族の貴金属を触媒として、無機アルカリ金属
塩の共存下に水素化反応を行うことを特徴とするラクト
ン類の製造法に関するものである。
That is, in the present invention, when hydrogenating a saturated and / or unsaturated dicarboxylic acid derivative, a hydrogenation reaction is carried out in the presence of an inorganic alkali metal salt using a noble metal of Group VIII supported on a carrier as a catalyst. The present invention relates to a method for producing lactones characterized by:

【0009】以下本発明について詳細に説明する。The present invention will be described in detail below.

【0010】本発明で用いられる原料は、飽和及び/又
は不飽和ジカルボン酸誘導体である。具体的には、無水
マレイン酸、無水コハク酸、無水イタコン酸、無水シト
ラコン酸、無水メチルコハク酸、無水グルタル酸等の飽
和及び/又は不飽和ジカルボン酸の無水物、マレイン
酸、コハク酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、
メチルコハク酸、グルタル酸等の飽和及び/又は不飽和
ジカルボン酸が挙げられる。特にγ−ブチロラクトンを
目的とする場合は無水マレイン酸、無水コハク酸、マレ
イン酸、コハク酸、フマル酸が挙げられる。
The raw materials used in the present invention are saturated and / or unsaturated dicarboxylic acid derivatives. Specifically, maleic anhydride, succinic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride, methylsuccinic anhydride, anhydrides of saturated and / or unsaturated dicarboxylic acids such as glutaric anhydride, maleic acid, succinic acid, fumaric acid. , Itaconic acid, citraconic acid,
Examples thereof include saturated and / or unsaturated dicarboxylic acids such as methylsuccinic acid and glutaric acid. Particularly when .gamma.-butyrolactone is intended, maleic anhydride, succinic anhydride, maleic acid, succinic acid and fumaric acid can be mentioned.

【0011】また、これら原料である飽和または不飽和
のジカルボン酸誘導体は、水素化生成物が同じであるな
らばどの様な比率で混合されていても良い。
The saturated or unsaturated dicarboxylic acid derivatives which are the starting materials may be mixed in any proportion as long as the hydrogenation products are the same.

【0012】本発明の方法においては、飽和及び/又は
不飽和ジカルボン酸誘導体は、好ましくは溶媒に溶解さ
せた後、反応に供する。溶媒としては、水素化反応に不
活性で、生成物であるラクトン類と反応しないものであ
れば特に制限はなく、例えば、ジエチルエーテル、ジメ
トキシエタン、ジグライム、トリグライム、テトラヒド
ロフラン、ジオキサン等のエーテル類、アセトン、メチ
ルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペン
タノン、シクロヘキサノン、アセトフェノン等のケトン
類、酢酸メチル、酢酸エチル、安息香酸メチル、安息香
酸エチル等のエステル類、メタノール、エタノール、n
−ブタノール、iso−ブタノール、tert−ブタノ
ール、1,4−ブタンジオール等のアルコール類、n−
ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素、ベンゼ
ン、トルエン、エチルベンゼン、クメン等の芳香族炭化
水素、酢酸等の酸性溶媒、γ−ブチロラクトン等のラク
トン類、2−ピロリドン、N−メチルピロリドン等の酸
アミド類等が挙げられる。中でも、比較的低沸点で回収
の容易なジメトキシエタンやテトラヒドロフラン、若し
くは溶媒回収を必要としないγ−ブチロラクトンを好ま
しい例として挙げることができる。
In the method of the present invention, the saturated and / or unsaturated dicarboxylic acid derivative is preferably dissolved in a solvent and then subjected to the reaction. The solvent is not particularly limited as long as it is inert to the hydrogenation reaction and does not react with the lactone that is a product, for example, diethyl ether, dimethoxyethane, diglyme, triglyme, tetrahydrofuran, ethers such as dioxane, Acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, acetophenone and other ketones, methyl acetate, ethyl acetate, methyl benzoate, ethyl benzoate and other esters, methanol, ethanol, n
Alcohols such as -butanol, iso-butanol, tert-butanol, 1,4-butanediol, n-
Aliphatic hydrocarbons such as hexane and cyclohexane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, ethylbenzene and cumene, acidic solvents such as acetic acid, lactones such as γ-butyrolactone, acid amides such as 2-pyrrolidone and N-methylpyrrolidone And the like. Among them, preferable examples include dimethoxyethane and tetrahydrofuran, which have a relatively low boiling point and are easily recovered, or γ-butyrolactone which does not require solvent recovery.

【0013】溶媒の使用量は、反応温度において原料が
溶解する程度であれば、全く限定されない。これらの溶
媒は、使用前に特に乾燥させる必要はなく、逆に原料に
対して1モル当量程度であれば水が共存していても構わ
ない。
The amount of the solvent used is not limited as long as the raw materials are dissolved at the reaction temperature. These solvents do not have to be particularly dried before use, and conversely water may coexist as long as they are about 1 molar equivalent to the raw materials.

【0014】本発明で用いられる触媒は、担体に担持さ
れたVIII族の貴金属である。本発明においては、担
体に担持したVIII族の貴金属を触媒として用いる
が、このような触媒は貴金属化合物及び担体を物理的及
び化学的処理を行うことによって得られる。使用するV
III族の貴金属化合物としては、水素化反応中あるい
は反応に用いる前に金属状のVIII族の貴金属に変化
できるものであれば特に制限はない。具体的には、ヘキ
サクロロパラジウム酸アンモニウム、テトラクロロパラ
ジウム酸アンモニウム、ジニトロジアミンパラジウム、
臭化パラジウム、クロロカルボニルパラジウム、塩化パ
ラジウム、ヨウ化パラジウム、硝酸パラジウム、酸化パ
ラジウム、硫酸パラジウム、酢酸パラジウム、ジニトロ
サルファイトパラジウム酸カリウム、ヘキサクロロパラ
ジウム酸カリウム、テトラブロモパラジウム酸カリウ
ム、テトラクロロパラジウム酸カリウム、ヘキサクロロ
パラジウム酸ナトリウム、テトラクロロパラジウム酸ナ
トリウム、テトラアンミンパラジウム塩化物、テトラア
ンミンパラジウム硝酸塩、cis−ジクロロジアミンパ
ラジウム、trans−ジクロロジアミンパラジウム、
ジクロロ(エチレンジアミン)パラジウム、テトラシア
ノパラジウム酸カリウム等のパラジウム化合物、ヘキサ
クロロロジウム酸アンモニウム、ペンタクロロアクアロ
ジウム酸アンモニウム、ペンタクロロアクアロジウム酸
カリウム、臭化ロジウム、塩化ロジウム、水酸化ロジウ
ム、ヨウ化ロジウム、硝酸ロジウム、酸化ロジウム、ヘ
キサブロモロジウム酸ナトリウム、ヘキサクロロロジウ
ム酸ナトリウム、メル−トリクロロトリアンミンロジウ
ム、クロロペンタアンミンロジウム塩化物、ジクロロビ
ス(エチレンジアミン)ロジウム硝酸塩、cis−ジク
ロロビス(エチレンジアミン)ロジウム硝酸塩、トリス
(エチレンジアミン)ロジウム塩化物、trans−ジ
クロロテトラピリジンロジウム塩化物、ドデカカルボニ
ルテトラロジウム、ヘキサデカカルボニルヘキサロジウ
ム等のロジウム化合物、オキシデカクロロジルテニウム
酸アンモニウム、ペンタクロロアクアルテニウム酸アン
モニウム、塩化ルテニウム酸アンモニウム、オキシデカ
クロロジルテニウム酸カリウム、ペンタクロロアクアル
テニウム酸カリウム、過ルテニウム酸カリウム、臭化ル
テニウム、塩化ルテニウム、ヨウ化ルテニウム、硝酸ニ
トロシルルテニウム、酸化ルテニウム、オキシデカクロ
ロジルテニウム酸ナトリウム、ヘキサアンミンルテニウ
ム塩化物、ペンタアンミンクロルテニウム塩化物、ヘキ
サアンミンルテニウム臭化物、ドデカカルボニルトリル
テニウム、ヘキサカルボニルテトラクロロジルテニウ
ム、トリカルボニルトリクロロルテニウム酸セシウム等
のルテニウム化合物、ヘキサブロモイリジウム酸アンモ
ニウム、ヘキサクロロイリジウム酸アンモニウム、ヘキ
サクロロイリジウム酸、臭化イリジウム、塩化イリジウ
ム、酸化イリジウム、ヘキサブロモイリジウム酸カリウ
ム、ヘキサクロロイリジウム酸カリウム、ヘキサブロモ
イリジウム酸ナトリウム、ヘキサクロロイリジウム酸ナ
トリウム、クロロペンタアンミンイリジウム塩化物、c
is−ジクロロビス(エチレンジアミン)イリジウム塩
化物、trans−ジクロロビス(エチレンジアミン)
イリジウム塩化物、ドデカカルボニルテトライリジウ
ム、trans−オクタカルボニルオクタクロロテトラ
イリジウム酸等のイリジウム化合物、ヘキサブロモ白金
酸アンモニウム、テトラクロロ白金酸アンモニウム、ジ
ニトロジアミン白金、ジニトルスルファイト白金酸、ヘ
キサブロモ白金酸、ヘキサクロロ白金酸、ヘキサヒドロ
キシ白金酸、臭化白金、塩化白金、ヨウ化白金、酸化白
金、ヘキサブロモ白金酸カリウム、ヘキサクロロ白金酸
カリウム、ヘキサヒドロキソ白金酸カリウム、ヘキサヨ
ード白金酸カリウム、テトラブロモ白金酸カリウム、テ
トラクロロ白金酸カリウム、ヘキサブロモ白金酸ナトリ
ウム、ヘキサクロロ白金酸ナトリウム、ヘキサヒドロキ
ソ白金酸ナトリウム、テトラクロロ白金酸ナトリウム、
テトラアンミン白金塩化物、テトラアンミン白金水酸化
物、テトラシアノ白金酸ナトリウム等の白金化合物が挙
げられる。好ましくは、パラジウム化合物である。
The catalyst used in the present invention is a Group VIII noble metal supported on a carrier. In the present invention, a Group VIII noble metal supported on a carrier is used as a catalyst. Such a catalyst can be obtained by subjecting a noble metal compound and a carrier to physical and chemical treatments. V to use
The Group III noble metal compound is not particularly limited as long as it can be converted into a metallic Group VIII noble metal during or before the hydrogenation reaction. Specifically, ammonium hexachloropalladate, ammonium tetrachloropalladate, dinitrodiamine palladium,
Palladium bromide, chlorocarbonylpalladium, palladium chloride, palladium iodide, palladium nitrate, palladium oxide, palladium sulfate, palladium acetate, potassium dinitrosulfite palladate, potassium hexachloropalladate, potassium tetrabromopalladate, potassium tetrachloropalladate. , Sodium hexachloropalladate, sodium tetrachloropalladate, tetraamminepalladium chloride, tetraamminepalladium nitrate, cis-dichlorodiaminepalladium, trans-dichlorodiaminepalladium,
Palladium compounds such as dichloro (ethylenediamine) palladium, potassium tetracyanopalladate, ammonium hexachlororhodate, ammonium pentachloroacuorodate, potassium pentachloroacuorodate, rhodium bromide, rhodium chloride, rhodium hydroxide, rhodium iodide, Rhodium nitrate, rhodium oxide, sodium hexabromorhodate, sodium hexachlororhodate, mel-trichlorotriammine rhodium, chloropentaammine rhodium chloride, dichlorobis (ethylenediamine) rhodium nitrate, cis-dichlorobis (ethylenediamine) rhodium nitrate, tris (ethylenediamine) ) Rhodium chloride, trans-dichlorotetrapyridine rhodium chloride, dodecacarbonyltetrarhodium Rhodium compounds such as hexadecacarbonyl hexarhodium, ammonium oxydecachlorodiruthenate, ammonium pentachloroaquatheruthenate, ammonium ruthenate chloro, potassium oxydecachlorodiruthenate, potassium pentachloroaquathenate, potassium perruthenate, Ruthenium bromide, ruthenium chloride, ruthenium iodide, ruthenium nitrate, nitrosyl ruthenium nitrate, ruthenium oxide, sodium oxydecachlorodiruthenate, hexaammine ruthenium chloride, pentaammine chlorthenium chloride, hexaammine ruthenium bromide, dodecacarbonyl triruthenium, hexa Carbonyl tetrachlorodiruthenium, ruthenium compounds such as cesium tricarbonyltrichlororuthenate, hexabromo Ammonium dihydrate, ammonium hexachloroiridate, hexachloroiridate, iridium bromide, iridium chloride, iridium oxide, potassium hexabromoiridate, potassium hexachloroiridate, sodium hexabromoiridate, sodium hexachloroiridate, chloropentaammineiridium chloride Thing, c
is-dichlorobis (ethylenediamine) iridium chloride, trans-dichlorobis (ethylenediamine)
Iridium compounds such as iridium chloride, dodecacarbonyltetriridium, trans-octacarbonyloctachlorotetriridium acid, ammonium hexabromoplatinate, ammonium tetrachloroplatinate, dinitrodiamineplatinum, dinitrosulfiteplatinic acid, hexabromoplatinic acid, hexachloro Platinic acid, hexahydroxyplatinic acid, platinum bromide, platinum chloride, platinum iodide, platinum oxide, potassium hexabromoplatinate, potassium hexachloroplatinate, potassium hexahydroxoplatinate, potassium hexaiodoplatinate, potassium tetrabromoplatinate, tetrachloro Potassium platinate, sodium hexabromoplatinate, sodium hexachloroplatinate, sodium hexahydroxoplatinate, sodium tetrachloroplatinate,
Platinum compounds such as tetraammine platinum chloride, tetraammine platinum hydroxide and sodium tetracyanoplatinate can be mentioned. Preferred is a palladium compound.

【0015】使用する触媒のVIII族の貴金属担持量
は、触媒総重量に対して0.1〜20重量%、好ましく
は0.5〜10重量%である。20重量%以上として
も、VIII族の貴金属単位重量当りの活性増加は小さ
くなり好ましくない。また、0.1%より低いと充分な
活性が得られない。
The amount of the Group VIII noble metal supported on the catalyst used is 0.1 to 20% by weight, preferably 0.5 to 10% by weight, based on the total weight of the catalyst. Even if it is 20% by weight or more, the increase in activity per unit weight of the noble metal of Group VIII is small, which is not preferable. If it is less than 0.1%, sufficient activity cannot be obtained.

【0016】使用する触媒量は特に限定されないが、好
ましくは原料に対し0.5〜200重量%、更に好まし
くは1〜150重量%が良い。
The amount of catalyst used is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 200% by weight, more preferably 1 to 150% by weight, based on the raw material.

【0017】担体は多孔性の物質であればよく、具体的
に例示するとシリカ、アルミナ、シリカアルミナ、ゼオ
ライト、珪藻土、シリカマグネシア、シリカジルコニ
ア、マグネシア、ジルコニア、チタニア等結晶性または
非結晶性の金属酸化物あるいは複合酸化物、テニオライ
ト、ヘクトライト等の層状粘土化合物、活性炭等が挙げ
られる。触媒の形状には特に制限はなく、反応形式に準
じて粉末のまま、若しくは成形して用いることができ
る。懸濁床では粉末或いは顆粒を、固定床ではタブレッ
トの打錠成形品、球状或いは棒柱状の押し出し成形品等
が用いられる。
The carrier may be a porous substance, and specific examples include silica, alumina, silica-alumina, zeolite, diatomaceous earth, silica magnesia, silica zirconia, magnesia, zirconia, titania and other crystalline or non-crystalline metals. Examples thereof include oxides or complex oxides, layered clay compounds such as teniolite and hectorite, activated carbon and the like. The shape of the catalyst is not particularly limited, and it can be used in the form of powder as it is or according to the reaction mode. Powders or granules are used for the suspension bed, and tablet compression molded products, spherical or rod-shaped extrusion molded products, and the like are used for the fixed bed.

【0018】本発明に使用する触媒の製造法に特に制限
はなく、公知の方法で製造したものを使用できる。例え
ば物理混合法、含浸法、イオン交換法などで調製するこ
とができる。含浸法で調製する場合には、VIII族の
貴金属化合物を適当な溶媒に溶解し、ここに担体を加
え、必要ならば所定の時間静置した後、乾燥する。乾燥
後直接還元しても良いし、場合によっては焼成した後に
還元しても差し支えない。もちろん反応系中で還元して
も構わない。還元方法に特に制限はなく、金属状のVI
II族の貴金属が得られれば、例えば水素などを用いて
気相で還元しても、あるいはヒドラジン等を用いて液相
で還元しても構わない。還元温度はVIII族の貴金属
が金属にまで還元されれば特に制限はない。一般的には
500℃までの温度で良い。また、イオン交換法で製造
する場合には、所望の濃度のVIII族の貴金属化合物
を含有する溶液を用いてイオン交換し、後は含浸法と同
様の方法で調製することができる。
The method of producing the catalyst used in the present invention is not particularly limited, and those produced by a known method can be used. For example, it can be prepared by a physical mixing method, an impregnation method, an ion exchange method or the like. In the case of the impregnation method, a noble metal compound of Group VIII is dissolved in a suitable solvent, a carrier is added thereto, and if necessary, the mixture is left standing for a predetermined time and then dried. The reduction may be performed directly after drying, or in some cases, reduction may be performed after firing. Of course, it may be reduced in the reaction system. There is no particular limitation on the reduction method, and metallic VI
Once the Group II noble metal is obtained, it may be reduced in the gas phase using, for example, hydrogen, or in the liquid phase using hydrazine. The reduction temperature is not particularly limited as long as the noble metal of Group VIII is reduced to the metal. Generally, a temperature of up to 500 ° C is sufficient. In the case of production by the ion exchange method, ion exchange can be performed using a solution containing a noble metal compound of Group VIII at a desired concentration, and thereafter the same method as the impregnation method can be used.

【0019】本発明は、担体に担持されたVIII族の
貴金属触媒に無機アルカリ金属塩を添加剤として共存さ
せることを特徴としている。無機アルカリ金属塩として
は、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セ
シウム等のアルカリ金属の各種の無機塩が使用でき、例
えば、塩化物、硝酸塩、炭酸塩、硫酸塩、リン酸塩、あ
るいは水酸化物を挙げることができる。また、アルカリ
金属を含有する粘土に代表される層状化合物も使用する
ことができる。具体的には、塩化リチウム、塩化ナトリ
ウム、塩化カリウム、塩化ルビジウム、塩化セシウム等
の塩化物、硝酸リチウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウ
ム、硝酸ルビジウム、硝酸セシウム等の硝酸塩、亜硝酸
リチウム、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、亜硝酸
ルビジウム、亜硝酸セシウム等の亜硝酸塩、炭酸リチウ
ム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、
炭酸セシウム等の炭酸塩、硫酸リチウム、硫酸ナトリウ
ム、硫酸カリウム、硫酸ルビジウム、硫酸セシウム等の
硫酸塩、リン酸リチウム、リン酸ナトリウム、リン酸カ
リウム、リン酸ルビジウム、リン酸セシウム等のリン酸
塩、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム等の水酸化物な
どが挙げられる。さらには、ナトリウム型、カリウム
型、ルビジウム型あるいはセシウム型のモンモリロナイ
トやカリオナイトなどを挙げることができる。
The present invention is characterized in that an inorganic alkali metal salt is allowed to coexist as an additive with a noble metal catalyst of Group VIII supported on a carrier. As the inorganic alkali metal salt, various inorganic salts of alkali metals such as lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium can be used, and examples thereof include chloride, nitrate, carbonate, sulfate, phosphate, or hydroxide. Can be mentioned. Further, a layered compound represented by clay containing an alkali metal can also be used. Specifically, chlorides such as lithium chloride, sodium chloride, potassium chloride, rubidium chloride, and cesium chloride, nitrates such as lithium nitrate, sodium nitrate, potassium nitrate, rubidium nitrate, and cesium nitrate, lithium nitrite, sodium nitrite, and nitrite. Nitrite such as potassium nitrate, rubidium nitrite, cesium nitrite, lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, rubidium carbonate,
Carbonate such as cesium carbonate, lithium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, rubidium sulfate, sulfate such as cesium sulfate, lithium phosphate, sodium phosphate, potassium phosphate, rubidium phosphate, cesium phosphate and other phosphates Hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide and cesium hydroxide. Further, sodium-type, potassium-type, rubidium-type or cesium-type montmorillonite and carionite can be mentioned.

【0020】これら添加剤は、単独で用いても十分有効
であるが、必要に応じて二種以上混合して用いても構わ
ない。
These additives are sufficiently effective when used alone, but may be used in combination of two or more kinds, if necessary.

【0021】使用する添加剤の量は特に限定されない
が、原料に対し0.1〜100重量%、好ましくは1〜
50重量%が良い。この範囲より多い場合、反応装置を
いたずらに大きくするだけであり、懸濁床においても反
応後の除去操作に負担がかかる。逆に少ないと効果が薄
れてくる可能性がある。
The amount of additives used is not particularly limited, but is 0.1 to 100% by weight, preferably 1 to 100% by weight based on the raw materials.
50% by weight is good. When the amount is larger than this range, the reaction device is only unnecessarily enlarged, and the removal operation after the reaction is burdened even in the suspension bed. On the contrary, if the amount is small, the effect may be diminished.

【0022】添加剤として用いる無機アルカリ金属塩の
共存方法は、原料である飽和及び/又は不飽和ジカルボ
ン酸誘導体あるいは溶媒に、懸濁あるいは溶解させて担
体に担持したVIII族貴金属触媒と共存させて反応に
用いてかまわない。
The inorganic alkali metal salt used as an additive can be coexisted by coexisting with a saturated and / or unsaturated dicarboxylic acid derivative which is a raw material or a solvent and suspended or dissolved in the carrier to carry a Group VIII noble metal catalyst. It may be used in the reaction.

【0023】本発明においては、反応は懸濁床による回
分、半回分、連続式でも、又固定床流通式でも実施でき
る。
In the present invention, the reaction can be carried out in a batch mode using a suspension bed, a semi-batch mode, a continuous system, or a fixed bed flow system.

【0024】本発明の方法による反応は、加温、水素加
圧下で実施される。反応温度は、通常50〜300℃、
好ましくは120〜250℃が選ばれる。300℃以上
高くした場合には副反応の進行が増すだけであり、低く
すると反応速度の点で不利になることがある。また、水
素の圧力は、通常10〜150kg/cm2G、好まし
くは15〜120kg/cm2Gが選ばれる。本発明の
方法では、この範囲内で望むべき反応が十分進行するの
で、これ以上の高圧は不必要であり、これ以下では反応
速度の点で不利になる。
The reaction according to the method of the present invention is carried out under heating and hydrogen pressure. The reaction temperature is usually 50 to 300 ° C,
120-250 degreeC is selected preferably. When the temperature is raised to 300 ° C. or higher, the progress of side reactions only increases, and when the temperature is lowered, it may be disadvantageous in terms of reaction rate. The hydrogen pressure is usually selected from 10 to 150 kg / cm 2 G, preferably 15 to 120 kg / cm 2 G. In the method of the present invention, the desired reaction proceeds sufficiently within this range, so that a higher pressure than this is unnecessary, and below this, there is a disadvantage in terms of reaction rate.

【0025】反応時間は、温度、圧力、触媒量等の設定
の仕方あるいは反応方法によって変わるため一概にその
範囲を決めることは困難であるが、回分式、半回分式に
おいては通常1時間以上が必要で、好ましくは1〜20
時間が良い。これ以上長くても構わないが、この範囲内
で反応は終了するので無意味である。これ以下では高い
転化率が得られないことがある。また、懸濁床による連
続式反応あるいは固定床流通式反応においては、滞留時
間は0.1〜10時間で良い。
The reaction time is difficult to unconditionally determine because it varies depending on the setting method such as temperature, pressure, catalyst amount or the reaction method, but in the batch system and the semi-batch system, it is usually 1 hour or more. Necessary, preferably 1-20
Good time It may be longer than this, but it is meaningless since the reaction is completed within this range. Below this range, a high conversion rate may not be obtained. In addition, in a continuous reaction using a suspension bed or a fixed bed flow reaction, the residence time may be 0.1 to 10 hours.

【0026】[0026]

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例および参考例に限定さ
れるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the present invention is not limited to these examples and reference examples.

【0027】実施例1 塩化パラジウム(PdCl2)0.44gを2Nの塩酸
40mlに溶解する。この溶液に、200メッシュ以下
に粉砕した活性炭4.94gを加える。
Example 1 0.44 g of palladium chloride (PdCl 2 ) is dissolved in 40 ml of 2N hydrochloric acid. To this solution is added 4.94 g of activated carbon crushed to 200 mesh or less.

【0028】過剰の水分をロータリーエバポレーターで
減圧下に除去し、得られたペーストを減圧下に80℃で
2時間乾燥し、さらに110℃で2時間乾燥させ触媒粉
体を得た。粉体をガス流通式還元装置に入れ、窒素10
0ml/minと水素10ml/minで混合したガス
を用いて、400℃で2時間還元し、5%活性炭担持パ
ラジウム(以下5%Pd/Cと略す)触媒を得た。
Excess water was removed under reduced pressure by a rotary evaporator, and the obtained paste was dried under reduced pressure at 80 ° C. for 2 hours and further at 110 ° C. for 2 hours to obtain a catalyst powder. Put the powder into a gas flow reduction device and add nitrogen 10
Using a gas mixed with 0 ml / min and 10 ml / min of hydrogen, reduction was performed at 400 ° C. for 2 hours to obtain a 5% activated carbon-supported palladium (hereinafter abbreviated as 5% Pd / C) catalyst.

【0029】10mlのステンレス製オートクレーブ
に、無水マレイン酸 98mg(1mmol)、5%P
d/C 21mg、硫酸セシウム 10mg及びジメト
キシエタン 1mlを仕込み、系内を水素で十分置換し
た後、50kg/cm2Gになるように水素を圧入し
た。180℃に昇温し、16時間水素化反応を行った。
98 mg (1 mmol) of maleic anhydride and 5% P in a 10 ml autoclave made of stainless steel.
d / C (21 mg), cesium sulfate (10 mg) and dimethoxyethane (1 ml) were charged, the system was sufficiently replaced with hydrogen, and then hydrogen was injected under pressure to 50 kg / cm 2 G. The temperature was raised to 180 ° C. and the hydrogenation reaction was carried out for 16 hours.

【0030】反応終了後、オートクレーブを室温まで冷
却し、続いて水素をパージし反応液を取り出した。触媒
等をろ別した後、ろ液をガスクロマトグラフィーにより
分析した結果、γ−ブチロラクトンの収率は原料の無水
マレイン酸に対して、97mol%であった。この時、
THF、1,4−BDO等の副生は全く見られなかっ
た。結果を表1に示す。
After the reaction was completed, the autoclave was cooled to room temperature, and then hydrogen was purged to take out the reaction liquid. After the catalyst and the like were filtered off, the filtrate was analyzed by gas chromatography. As a result, the yield of γ-butyrolactone was 97 mol% based on the maleic anhydride as a raw material. At this time,
No by-products such as THF and 1,4-BDO were found. The results are shown in Table 1.

【0031】実施例2〜6 添加剤として硫酸セシウムの代わりに表1の化合物を用
いた以外は実施例1と同様にして反応及び分析を行っ
た。結果を表1に示す。
Examples 2 to 6 Reactions and analyzes were carried out in the same manner as in Example 1 except that the compounds in Table 1 were used instead of cesium sulfate as an additive. The results are shown in Table 1.

【0032】実施例7 モンモリロナイト(クニミネ工業製;商品名 KUNI
PIA−G)を塩化カリウム水溶液でイオン交換して調
製したK型モンモリロナイトを添加剤として用いた以外
は実施例1と同様にして反応を行った。結果を表1に示
す。
Example 7 Montmorillonite (manufactured by Kunimine Industries; trade name KUNI)
The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that K-type montmorillonite prepared by ion-exchanging PIA-G) with an aqueous potassium chloride solution was used as an additive. The results are shown in Table 1.

【0033】実施例8 原料にマレイン酸116mg(1mmol)を用いたこ
と以外は実施例1と同様にして反応を行った。
Example 8 A reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that 116 mg (1 mmol) of maleic acid was used as a raw material.

【0034】実施例1と同様に分析した結果γ−ブチロ
ラクトンの収率は原料のマレイン酸に対して、86mo
l%以上であった。この時、THF、1,4−BDO等
の副生は全く見られなかった。結果を表1に示す。
As a result of the same analysis as in Example 1, the yield of γ-butyrolactone was 86 mol with respect to the maleic acid as a raw material.
It was 1% or more. At this time, by-products such as THF and 1,4-BDO were not found at all. The results are shown in Table 1.

【0035】実施例9〜10 添加剤として硫酸セシウムの代わりに表1の化合物を用
いた以外は実施例7と同様にして反応及び分析を行っ
た。結果を表1に示す。
Examples 9 to 10 Reactions and analyzes were carried out in the same manner as in Example 7 except that the compounds shown in Table 1 were used instead of cesium sulfate as an additive. The results are shown in Table 1.

【0036】実施例11〜12 原料として無水マレイン酸の代わりに表1の化合物を用
いたこと以外は実施例1と同様にして反応を行った。結
果を表1に示す。
Examples 11 to 12 The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the compounds shown in Table 1 were used instead of maleic anhydride as a raw material. The results are shown in Table 1.

【0037】実施例13 溶媒としてジメトキシエタンの代わりにTHFを用いた
こと以外は実施例1と同様にして反応及び分析を行っ
た。結果を表1に示す。
Example 13 The reaction and analysis were carried out in the same manner as in Example 1 except that THF was used instead of dimethoxyethane as a solvent. The results are shown in Table 1.

【0038】比較例1 硫酸セシウムを用いなかった以外は実施例1と同様に反
応及び分析を行った。
Comparative Example 1 Reaction and analysis were carried out in the same manner as in Example 1 except that cesium sulfate was not used.

【0039】結果を表1に示す。The results are shown in Table 1.

【0040】比較例2 硫酸セシウムを用いなかった以外は実施例8と同様に反
応及び分析を行った。結果を表1に示す。
Comparative Example 2 The reaction and analysis were carried out in the same manner as in Example 8 except that cesium sulfate was not used. The results are shown in Table 1.

【0041】比較例3〜4 原料として無水マレイン酸の代わりに表1の化合物を用
いたこと以外は比較例1と同様にして反応及び分析を行
った。結果を表1に示す。
Comparative Examples 3 to 4 Reactions and analyzes were carried out in the same manner as in Comparative Example 1 except that the compounds shown in Table 1 were used instead of maleic anhydride as a raw material. The results are shown in Table 1.

【0042】[0042]

【表1】[Table 1]

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明によれば、飽和及び/又は不飽和
ジカルボン酸誘導体を水素化するにあたり、担体に担持
されたVIII族の貴金属を触媒とし、有機アルカリ金
属塩の共存下に水素化反応を行うことにより従来の不均
一系触媒と比較し高収率、高選択的にラクトン類を製造
することができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, when hydrogenating a saturated and / or unsaturated dicarboxylic acid derivative, a hydrogenation reaction is carried out in the presence of an organic alkali metal salt using a noble metal of Group VIII supported on a carrier as a catalyst. By carrying out the above, lactones can be produced in high yield and high selectivity as compared with the conventional heterogeneous catalyst.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 隆志 三重県四日市市羽津中1−6−17 (72)発明者 笹木原 弘之 三重県四日市市桜町6618−12 (72)発明者 藤村 敦 三重県四日市市別名6−7−8 (72)発明者 三宅 孝典 三重県四日市市別名3−5−1 (72)発明者 加納 芳明 三重県四日市市みゆきヶ丘2丁目1504−67 (72)発明者 斎藤 寿広 三重県四日市市別名4−14−22 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Takashi Okada 1-6-17 Hanatsuka, Yokkaichi-shi, Mie (72) Inventor Hiroyuki Sasakihara 6618-12 Sakuracho, Yokkaichi-shi, Mie (72) Inventor Atsushi Fujimura, Mie Yokkaichi-shi Alias 6-7-8 (72) Inventor Takanori Miyake Others Yokkaichi-shi, Mie 3-5-1 (72) Inventor Yoshiaki Kano 2-150-67 Miyukigaoka, Yokkaichi-shi, Mie (72) Inventor Saito Kotobuki Yokkaichi-shi, Mie aka 4-14-22

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】飽和及び/又は不飽和ジカルボン酸誘導体
を水素化するにあたり、担体に担持されたVIII族の
貴金属を触媒として、無機アルカリ金属塩の共存下に水
素化反応を行うことを特徴とするラクトン類の製造方
法。
1. When hydrogenating a saturated and / or unsaturated dicarboxylic acid derivative, a hydrogenation reaction is carried out in the presence of an inorganic alkali metal salt using a Group VIII noble metal supported on a carrier as a catalyst. A method for producing a lactone.
【請求項2】コハク酸及び/又はマレイン酸誘導体を水
素化するにあたり、担体に担持されたVIII族の貴金
属を触媒として、無機アルカリ金属塩の共存下に水素化
反応を行うことを特徴とするγ−ブチロラクトンの製造
方法。
2. When hydrogenating a succinic acid and / or maleic acid derivative, a hydrogenation reaction is carried out in the presence of an inorganic alkali metal salt using a Group VIII noble metal supported on a carrier as a catalyst. Method for producing γ-butyrolactone.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104368358A (en) * 2014-10-11 2015-02-25 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 Catalyst applicable to succinic acid hydrogenation reaction, and preparation method and hydrogenation reaction method thereof
US9646754B2 (en) 2014-06-25 2017-05-09 Denso Corporation Linear solenoid

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9646754B2 (en) 2014-06-25 2017-05-09 Denso Corporation Linear solenoid
CN104368358A (en) * 2014-10-11 2015-02-25 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 Catalyst applicable to succinic acid hydrogenation reaction, and preparation method and hydrogenation reaction method thereof

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