JPH0662454B2 - 5−エチリデン−2−ノルボルネンの製造方法 - Google Patents

5−エチリデン−2−ノルボルネンの製造方法

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JPH0662454B2
JPH0662454B2 JP60235992A JP23599285A JPH0662454B2 JP H0662454 B2 JPH0662454 B2 JP H0662454B2 JP 60235992 A JP60235992 A JP 60235992A JP 23599285 A JP23599285 A JP 23599285A JP H0662454 B2 JPH0662454 B2 JP H0662454B2
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alkali metal
catalyst
alumina
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norbornene
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剛夫 鈴鴨
正美 深尾
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住友化学工業株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C13/00Cyclic hydrocarbons containing rings other than, or in addition to, six-membered aromatic rings
    • C07C13/02Monocyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof
    • C07C13/08Monocyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof with a five-membered ring
    • C07C13/15Monocyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof with a five-membered ring with a cyclopentadiene ring

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は5−エチリデン−2−ノルボルネンの製造方法
に関し、詳しくは特定の触媒の存在下に5−ビニル−2
−ノルボルネン(以下VNBを略称する)を異性化せしめ
ることを特徴とする5−エチリデン−2−ノルボルネン
(以下、ENBと略称する)の製造方法に関するもので
ある。
ENBは合成ゴムであるエチレン・プロピレン・ジエン
モノマー三元共重合体、いわゆるEPDMの第三成分と
して極めて有用な化合物であり、1,3−ブタジエンと
シクロペンタジエンの反応により得られるVNBを触媒
の存在下に異性化せしめて製造される。
かかる異性化反応の触媒として、液状の塩基、例えばア
ルカリ金属水酸化物と非プロトン性有機溶媒、アルカリ
金属アミドとアミン類あるいは有機アルカリ金属と脂肪
族アミンなど混合物が知られている。しかしながら、こ
のような液状の塩基試剤を用いる方法では、触媒活性が
充分でなく、高価な試剤を多量必要とするということの
他に、該試剤の反応マスからの分離回収が難事であり、
繁雑な分離回収工程を必要とするのみならず多量のエネ
ールギーを消費するという問題がある。
また固体状の異性化触媒としては、アルカリ金属を表面
積の大きい担体、例えば活性炭、シリカゲル、アルミナ
等に分散せしめた触媒が知られている(J.Am. Chem.
Soc.82 387(1960))。しかしながらかかる固体触媒
はアルカリ金属それ自体が単に担体上に微細分散されて
いるものであり、空気と接触すると発火して失活するた
め、操作性、安全性の面で大きな問題があった。また異
性化能力も不満足なものであった。
本発明者らは異性化触媒のかかる諸問題点のない、効率
的な触媒として、既にアルミナ、アルカリ金属酸化物、
アルカリ金属を原料とした新規な触媒を見い出すととも
に、このものは空気中でも発火などの危険を伴わず、よ
り安全でありVNB等のオレフィン類の異性化触媒とし
て工業的に優れたものであることを見い出している(特
公昭50−3274号公報)。
本発明者らは、かかる固体塩基触媒を用いたVNBの異
性化についてさらに研究を進めたところ、原料であるア
ルミナ、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属を反応作
用せしめる調製温度、とりわけアルカリ金属を作用せし
める時の温度か特に重要であり、特定の温度下に調製す
れば触媒活性が著しく向上し、少ない触媒量で効率良く
異性化が進行することを見い出し、さらに種々の検討を
加え本発明を完成した。
すなわち、本発明は5−ビニル−2−ノルボルネンを異
性化せしめて5−エチリデン−2−ノルボルネンを製造
するにあたり、アルミナとアルカリ金属水酸化物を20
0乃至500℃で加熱作用せしめ、次いでアルカリ金属
を200℃以上350℃未満で加熱作用せしめた固体塩
基触媒を使用することを特徴とする工業的に極めて優れ
た5−ビニル−2−ノルボルネンの製造方法を提供する
ものである。
本発明における固体塩基触媒の原料であるアルカリ金属
としては周期律表第I族のアルカリ金属が用いられ、好
ましくはナトリウム、カリウムもしくはこれらの合金等
が用いられる。またアルカリ金属水酸化物としては水酸
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、水酸化セシウム等が用いられ、その形態
は固体であっても、液体であっても水溶液であっても良
い。
アルカリ金属とアルカリ金属水酸化物の組み合わせにつ
いては、アルカリ金属とそれに対応するアルカリ金属水
酸化物、たとえばナトリウムと水酸化ナトリウム、カリ
ウムと水酸化カリウム等の組合せが好ましいものではあ
るが、アルカリ金属とそれと対応しない別のアルカリ金
属水酸化物、たとえばカリウムと水酸化ナトリウム、ナ
トリウムと水酸化カリウム、ナトリウムと水酸化リチウ
ム等の組合せでもよいが、工業的には水酸化ナトリウ
ム、金属ナトリウムの組合せが好ましい。かかるアルカ
リ金属およびアルカリ金属水酸化物の使用量はアルミナ
に対してそれぞれ2乃至10重量%、5乃至40重量%
が触媒活性の点で好ましい。
アルミナとしては表面積の大きい種々の形態のアルミナ
が通常使用されるが、特に100乃至300メッシュのγ−ア
ルミナを使用することが触媒活性の点で好ましい。また
アルミナはアルカリ金属およびアルカリ金属水酸化物と
互に作用しあってある種の新しい結合を形成するととも
に、担体の役目を果しているので、アルミナ以外に例え
ばカオリン、アルミナシリケート等のアルミナ含有物も
使用することができるが上記のアルミナが好ましい。
本発明に使用される触媒は不活性ガス雰囲気中で、上記
のようなアルミナ、アルカリ金属水酸化物およびアルカ
リ金属を特定の温度下に作用せしめて得られるものであ
るが、作用せしめる順序としては、先ずアルミナにアル
カリ金属水酸化物を、次でアルカリ金属を作用せしめた
ものが最も好ましい、また不活性ガスとしては窒素、ヘ
リウム、アルゴン等が例示される。
本発明に使用される触媒は触媒調製時の温度が極めて重
要であり、とりわけアルカリ金属を作用させる温度は触
媒の活性に著しい影響を及ぼす。
アルミナとアルカリ金属水酸化物を作用せしめる温度は
200乃至500℃、より好ましくは250乃至450℃であ
り、アルカリ金属を作用せしめる温度は200℃以上3
50℃未満であり、好ましくは200乃至330℃であ
る。
かかる温度下に触媒を調製することにより、これ迄にな
い著しく高活性の触媒が得られ、少ない触媒量で効率良
く、目的反応を完結することができる。
加熱時間は選定する温度条件等により異なるが、アルカ
リ金属水酸化物を作用せしめる工程は通常0.5乃至1
0時間で充分であり、アルカリ金属を作用せしめる工程
は通常10乃至300分で充分である。
かくして公知の固体塩基触媒に比し、発火等の危険を伴
わず安全で、しかも著しく活性の高い触媒が得られる。
本発明はかかる固体塩基触媒を用いてVNBをENBに
異性化せしめるものであるが、かかる固体塩基触媒の使
用量はVNBに対し、通常1/3,000 乃至1/50 重量
であり、好ましくは1/2,000 乃至1/100 重量であ
る。また異性化温度については常温下でも充分反応が進
行するので特に加温する必要はないが、目的によっては
加温しても良い。通常−30乃至120℃、好ましくは
−10乃至100℃の温度範囲で実施される。
必要に応じ不活性媒体、例えばペンタン、ヘキサン、ヘ
プタン、ドデカンなどの炭化水素等で希釈して反応を行
うこともできるが無媒体で充分である。本発明方法はバ
ッチ法でも連続法でも実施でき、異性化にあたっては、
あらかじめVNBをアルミナ等の乾燥剤で前処理するこ
とも有効である。より安全に確実に異性化を行うために
は不活性ガス雰囲気下に行えば良い。
異性化反応生成物はガスクロマトグラフィー等の既知の
方法によって分析され、過などにより触媒と分離され
る。
かくして本発明の目的物であるENBが得られるが、本
発明方法によれば公知方法に比べ著しく少ない触媒量で
も極めて効率良くVNBの異性化反応を完結せしめるこ
とができ、重合物等の副生成物を伴うことなく高収率で
ENBが得られる。しかも発火等の危険をともなうこと
なく安全に反応を進行せしめることができるので、EN
Bの工業的製造方法として極めて有用である。
以下実施例によって、本発明をより詳細に説明するが、
本発明は実施例のみに限定されるものではない。
参考例1 γ−アルミナ31.9gを100mlのフラスコに入れ、
窒素ガス流通下に490〜500 ℃に昇温し、同温度で1時
間撹拌した。300〜310℃に降温し、4.5gの水
酸化ナトリウムを添加し同温度で3時間撹拌した。
次いで1.5gの金属ナトリウムを添加し、同温度で1
時間撹拌した後室温まで冷却して34.9gの固体塩基
を得た。
実施例1 200mlのフラスコに5−ビニル−2−ノルボルネン
(以下VNBと略称する)82.5gを加え、窒素置換
後、参考例1で調製した固体塩基0.25g加え15〜
20℃で6時間撹拌した。
次いで触媒を過すると、81.9gの反応液が得られ
た。このものをガスクロマトグラフィーで分析したとこ
ろ、VNB0.5%、5−エチリデンノルボルネン(以
下ENBと略称する)99.4%であった。
参考例2 γ−アルミナ31.9gを100mlのフラスコに入れ、
窒素ガス流通下に490〜500℃に昇温し、同温度で
1時間撹拌した。300〜310℃まで降温し3.0gの
水酸化ナトリウムを添加し同温度で3時間撹拌した。
次で1.2gの金属ナトリウム及び0.3gの金属カリ
ウムを添加し同温度で0.5時間撹拌した後、室温まで
冷却し33.8gの固体塩基を得た。
参考例3〜10 表1に示した条件以外は参考例1と同様にして表1に示
した固体塩基触媒を得た。
実施例2〜8、比較例1,2 参考例2〜8および9,10で調製した固体塩基触媒を
用いて、表2に示した条件以外は実施例1と同様にVN
Bの異性化を行った。その結果を表2に示した。
実施例9 内径 5mmφ、長さ100mm のガラス製二重管を垂直にセッ
トし、窒素気流下、内管に実施例1で得られた固体塩基
0.94gを入れた。触媒層の長さは約50mmであった。
外管に冷却水(15〜20℃)を流しながら、内管上部より
VNB(純度 99.9 %)を3.4g/hの速度で流下させた。
装置の下部より流出した反応液の組成は、以下のとおり
であった。 49hで流下を止めたところ流出量は、150.4
g、EVBの純度は、99.5%であった。
時間(h) VNB% ENB% 15 1.3 99.5 25 1.3 99.5 35 1.3 99.5 45 1.3 99.5

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】5−ビニル−2−ノルボルネンを異性化せ
    しめて5−エチリデン−2−ノルボルネンを製造するに
    あたり、アルミナとアルカリ金属水酸化物を200乃至
    500℃で加熱作用せしめ、次でアルカリ金属を200
    ℃以上350℃未満で加熱作用せしめた固体塩基触媒を
    使用することを特徴とする5−エチリデン−2−ノルボ
    ルネンの製造方法。
JP60235992A 1985-10-21 1985-10-21 5−エチリデン−2−ノルボルネンの製造方法 Expired - Lifetime JPH0662454B2 (ja)

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EP86111278A EP0219637B1 (en) 1985-10-21 1986-08-14 Process for preparing 5-ethylidene-2-norbornene
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