JPH07107049B2 - ピリジン塩基類の合成方法 - Google Patents
ピリジン塩基類の合成方法Info
- Publication number
- JPH07107049B2 JPH07107049B2 JP62120354A JP12035487A JPH07107049B2 JP H07107049 B2 JPH07107049 B2 JP H07107049B2 JP 62120354 A JP62120354 A JP 62120354A JP 12035487 A JP12035487 A JP 12035487A JP H07107049 B2 JPH07107049 B2 JP H07107049B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zeolite
- catalyst
- metal
- thallium
- cobalt
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/584—Recycling of catalysts
Landscapes
- Pyridine Compounds (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〈発明の利用分野〉 本発明は、特定のゼオライト触媒を用い、脂肪族アルデ
ヒドおよび/またはケトンとアンモニアを気相で反応さ
せてピリジン塩基類を製造する方法に関し、特に好まし
くはアセトアルデヒドおよびホルムアルデヒドとアンモ
ニアを気相で反応させてピリジンおよびピコリン類を製
造する方法に関するものである。
ヒドおよび/またはケトンとアンモニアを気相で反応さ
せてピリジン塩基類を製造する方法に関し、特に好まし
くはアセトアルデヒドおよびホルムアルデヒドとアンモ
ニアを気相で反応させてピリジンおよびピコリン類を製
造する方法に関するものである。
〈従来技術並びに本発明が解決しようとする問題点〉 脂肪族アルデヒドおよび/またはケトンとアンモニアを
気相で非晶質シリカアルミナ等の固体酸触媒を用いて反
応させることにより、ピリジン塩基類を製造する方法は
公知である(特開昭51-63176号公報、特公昭46-41546号
公報、特公昭44-32790号公報)。これらの方法は反応条
件、特に触媒によって区別される。脂肪族アルデヒドお
よび/またはケトンとアンモニアをピリジン塩基類にす
るための触媒として、結晶性アルミノシリケートいわゆ
るゼオライトを用いることは公知である(米国特許4,22
0,783号公報、特開昭60-38362号公報)。
気相で非晶質シリカアルミナ等の固体酸触媒を用いて反
応させることにより、ピリジン塩基類を製造する方法は
公知である(特開昭51-63176号公報、特公昭46-41546号
公報、特公昭44-32790号公報)。これらの方法は反応条
件、特に触媒によって区別される。脂肪族アルデヒドお
よび/またはケトンとアンモニアをピリジン塩基類にす
るための触媒として、結晶性アルミノシリケートいわゆ
るゼオライトを用いることは公知である(米国特許4,22
0,783号公報、特開昭60-38362号公報)。
現在工業的に実施されている非晶質シリカアルミナ触媒
を用いる方法においては、原料として供給される脂肪族
アルデヒド、ケトンに対して得られるピリジン塩基類の
量の化学量論的に期待される量に対する比率、即ち収率
はたかだか50%と低く、また副反応によって触媒上への
炭素析出が起こり、活性が短時間の内に低下する。従っ
て、エアレーションによる再生を周期的に実施して再活
性化を図る必要があり、反応(炭素析出)−再生(過
熱)の繰り返しにより、触媒活性と機械的強度の劣化と
いう欠点を有している。
を用いる方法においては、原料として供給される脂肪族
アルデヒド、ケトンに対して得られるピリジン塩基類の
量の化学量論的に期待される量に対する比率、即ち収率
はたかだか50%と低く、また副反応によって触媒上への
炭素析出が起こり、活性が短時間の内に低下する。従っ
て、エアレーションによる再生を周期的に実施して再活
性化を図る必要があり、反応(炭素析出)−再生(過
熱)の繰り返しにより、触媒活性と機械的強度の劣化と
いう欠点を有している。
ゼオライトを触媒として用いた場合でも、例えば米国特
許第4,220,783号公報では、H型ZSM−5あるいはカドミ
ウム、銅、ニッケルでイオン交換したZSM−5のピリジ
ン収率は40%以下の低いものしか得られていない。特開
昭60-38362号公報ではアセトアルデヒド、ホルムアルデ
ヒドおよびアンモニアを用いて、ピリジンとβ−ピコリ
ンの合計収率として固定床で77.0%、内経済的にβ−ピ
コリンよりも高価なピリジンの収率は51%である。ま
た、より優れた反応方式の流動床では同じ触媒を用いて
反応させた場合にピリジンとピコリン合計収率として8
8.8%、内ピリジン収率は60.2%を得ている。
許第4,220,783号公報では、H型ZSM−5あるいはカドミ
ウム、銅、ニッケルでイオン交換したZSM−5のピリジ
ン収率は40%以下の低いものしか得られていない。特開
昭60-38362号公報ではアセトアルデヒド、ホルムアルデ
ヒドおよびアンモニアを用いて、ピリジンとβ−ピコリ
ンの合計収率として固定床で77.0%、内経済的にβ−ピ
コリンよりも高価なピリジンの収率は51%である。ま
た、より優れた反応方式の流動床では同じ触媒を用いて
反応させた場合にピリジンとピコリン合計収率として8
8.8%、内ピリジン収率は60.2%を得ている。
しかしながら、この収率は反応に用いているアセトアル
デヒドおよびホルムアルデヒド(モル比1:1)の内アセ
トアルデヒドを基準とした値であり、アセトアルデヒド
およびホルムアルデヒドの全炭素数を基準とした値に換
算すると、ピリジン、ピコリンの合計収率88.8%は78.5
%であり、ピリジン収率60.2%は51.7%となる。
デヒドおよびホルムアルデヒド(モル比1:1)の内アセ
トアルデヒドを基準とした値であり、アセトアルデヒド
およびホルムアルデヒドの全炭素数を基準とした値に換
算すると、ピリジン、ピコリンの合計収率88.8%は78.5
%であり、ピリジン収率60.2%は51.7%となる。
〈問題点を解決するための手段〉 本発明者らは更に高い効率でピリジン塩基類を得られる
ような触媒を鋭意探索した結果、驚くべきことに制御指
数の大きなゼオライトをタリウム、鉛およびコバルトか
ら選ばれる一種以上の金属のイオンおよび/または金属
の化合物で修飾してなる触媒を用いることによって、高
いピリジン収率が得られることを発見し、本発明に到達
した。
ような触媒を鋭意探索した結果、驚くべきことに制御指
数の大きなゼオライトをタリウム、鉛およびコバルトか
ら選ばれる一種以上の金属のイオンおよび/または金属
の化合物で修飾してなる触媒を用いることによって、高
いピリジン収率が得られることを発見し、本発明に到達
した。
すなわち、本発明は、脂肪族のアルデヒドおよび/また
はケトンとアンモニアを触媒の存在下、気相で縮合させ
て、ピリジン塩基類を製造する方法において、触媒とし
てAl,Fe,および/またはGaからなる金属(ただし、Alの
みは除く)に対するSiの比率が約12ないし1000であり、
かつ、制御指数が約0.8ないし約12のゼオライトをタリ
ウム、鉛およびコバルトから選ばれる一種以上の金属の
イオンおよび/または金属の化合物で修飾してなる触媒
を用いることを特徴とするピリジン塩基類の製造方法に
関するものである。
はケトンとアンモニアを触媒の存在下、気相で縮合させ
て、ピリジン塩基類を製造する方法において、触媒とし
てAl,Fe,および/またはGaからなる金属(ただし、Alの
みは除く)に対するSiの比率が約12ないし1000であり、
かつ、制御指数が約0.8ないし約12のゼオライトをタリ
ウム、鉛およびコバルトから選ばれる一種以上の金属の
イオンおよび/または金属の化合物で修飾してなる触媒
を用いることを特徴とするピリジン塩基類の製造方法に
関するものである。
修飾の方法としては、例えば、ゼオライトを、タリウ
ム、鉛および/またはコバルトイオンでイオン交換する
方法、また、タリウム、鉛およびコバルトから選ばれる
一種以上の金属の化合物で混練法、含浸法、浸漬法、沈
着法あるいは蒸発乾固法等によってゼオライトを処理す
る方法があげられる。また、これらの方法を併用しても
よい。
ム、鉛および/またはコバルトイオンでイオン交換する
方法、また、タリウム、鉛およびコバルトから選ばれる
一種以上の金属の化合物で混練法、含浸法、浸漬法、沈
着法あるいは蒸発乾固法等によってゼオライトを処理す
る方法があげられる。また、これらの方法を併用しても
よい。
本発明を具体的に説明する。本発明で使用する脂肪族ア
ルデヒドとしては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒ
ド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド等の飽和
アルデヒドの他にアクロレイン、メタクロレイン、クロ
トンアルデヒド等の不飽和アルデヒドが用いられる。ま
た、脂肪族ケトンとしては、アセトン、メチルエチルケ
トン等が用いられる。原料の脂肪族アルデヒドおよび/
または脂肪族ケトンの組み合わせにより、生成するピリ
ジン塩基類の化合物が決定される。これらの代表例を第
1表に示す。
ルデヒドとしては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒ
ド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド等の飽和
アルデヒドの他にアクロレイン、メタクロレイン、クロ
トンアルデヒド等の不飽和アルデヒドが用いられる。ま
た、脂肪族ケトンとしては、アセトン、メチルエチルケ
トン等が用いられる。原料の脂肪族アルデヒドおよび/
または脂肪族ケトンの組み合わせにより、生成するピリ
ジン塩基類の化合物が決定される。これらの代表例を第
1表に示す。
ここで言う「制御指数」とは、例えばFrillette等のJou
nal of Catalysis 67 218-222(1981)で定義されてい
る触媒の細孔特性を表わすものである。この値は測定の
方法により若干の幅があるが、Frillette等の測定の結
果を第2表に示す。
nal of Catalysis 67 218-222(1981)で定義されてい
る触媒の細孔特性を表わすものである。この値は測定の
方法により若干の幅があるが、Frillette等の測定の結
果を第2表に示す。
本発明で用いる、金属イオンおよび/または金属化合物
で修飾する前の制御指数約0.8ないし12のゼオライトと
しては、例えば、結晶性の鉄シリケート、ガリウムシリ
ケート、鉄アルミノシリケート、ガリウムアルミノシリ
ケート、鉄ガリウムシリケートあるいは鉄ガリウムアル
ミノシリケートを用いることができる。特に、ZSM−5
型あるいはZSM−11型の結晶構造を持つ鉄シリケートあ
るいはガリウムシリケートがよい。これらのヘテロシリ
ケートからなるゼオライト中のAl,Fe,および/またはGa
からなる金属(ただし、Alのみは除く)に対するSiの比
率が約12ないし1000、特に好ましくは、約15ないし500
のものが高い性能を示す。
で修飾する前の制御指数約0.8ないし12のゼオライトと
しては、例えば、結晶性の鉄シリケート、ガリウムシリ
ケート、鉄アルミノシリケート、ガリウムアルミノシリ
ケート、鉄ガリウムシリケートあるいは鉄ガリウムアル
ミノシリケートを用いることができる。特に、ZSM−5
型あるいはZSM−11型の結晶構造を持つ鉄シリケートあ
るいはガリウムシリケートがよい。これらのヘテロシリ
ケートからなるゼオライト中のAl,Fe,および/またはGa
からなる金属(ただし、Alのみは除く)に対するSiの比
率が約12ないし1000、特に好ましくは、約15ないし500
のものが高い性能を示す。
本発明に用いる制御指数約0.8ないし約12のゼオライト
はナトリウム、カリウム等のアルカリイオン型、アンモ
ニウムイオン型あるいはプロトン型のいずれをも用いる
ことができる。しかしながら、アルカリイオンは最終的
に触媒中に残存すると触媒の活性を低下させ好ましくな
いので、ゼオライトをタリウム、鉛およびコバルトから
選ばれる一種以上の金属のイオンおよび/または金属の
化合物で修飾する前に、修飾をする時あるいは修飾した
後にアルカリイオンを除く操作をすることが望ましい。
また、これらのゼオライトをタリウム、鉛およびコバル
トから選ばれる一種以上の金属のイオンであらかじめイ
オン交換したゼオライトを用いて、タリウム、鉛および
コバルトから選ばれる一種以上の金属化合物で混練法、
含浸法、浸漬法、沈着法あるいは蒸発乾固法による処理
をしてもよい。金属化合物は焼成等の通常の処理を行な
った後、酸化物、ハロゲン化物、硫酸塩およびリン酸塩
となる化合物あるいはこれらの複合酸化物となる化合物
である。焼成は、通常大気中あるいはその他窒素や二酸
化炭素等のガス中、350〜800℃で数時間行なわれるが、
触媒は反応管内で昇温されるため、必ずしも触媒の焼成
は必要でない。
はナトリウム、カリウム等のアルカリイオン型、アンモ
ニウムイオン型あるいはプロトン型のいずれをも用いる
ことができる。しかしながら、アルカリイオンは最終的
に触媒中に残存すると触媒の活性を低下させ好ましくな
いので、ゼオライトをタリウム、鉛およびコバルトから
選ばれる一種以上の金属のイオンおよび/または金属の
化合物で修飾する前に、修飾をする時あるいは修飾した
後にアルカリイオンを除く操作をすることが望ましい。
また、これらのゼオライトをタリウム、鉛およびコバル
トから選ばれる一種以上の金属のイオンであらかじめイ
オン交換したゼオライトを用いて、タリウム、鉛および
コバルトから選ばれる一種以上の金属化合物で混練法、
含浸法、浸漬法、沈着法あるいは蒸発乾固法による処理
をしてもよい。金属化合物は焼成等の通常の処理を行な
った後、酸化物、ハロゲン化物、硫酸塩およびリン酸塩
となる化合物あるいはこれらの複合酸化物となる化合物
である。焼成は、通常大気中あるいはその他窒素や二酸
化炭素等のガス中、350〜800℃で数時間行なわれるが、
触媒は反応管内で昇温されるため、必ずしも触媒の焼成
は必要でない。
具体的には、例えば、イオン交換法では、イオン交換す
るゼオライトは、アルカリイオン型、アンモニウムイオ
ン型あるいはプロトン型を用いることができ、好ましく
はアンモニウムイオン型であり、アルカリイオン型やプ
ロトン型は予め塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、
酢酸アンモニウム等のアンモニウム塩の水溶液中に数回
浸漬、濾過を繰り返してアンモニウムイオン型にイオン
交換しておくことが望ましい。タリウム、鉛および/ま
たは●コバルトイオン型へのイオン交換は0.01−2グラ
ムイオン/lの濃度でタリウム、鉛および/またはコバル
トイオンを含む塩化物、硝酸塩あるいは酢酸塩等の水溶
液へのアルカリイオン型、アンモニウムイオン型あるい
はプロトン型、好ましくはアンモニウムイオン型のゼオ
ライトを浸漬し、所定温度での攪拌、濾過の工程を繰り
返し、最後に水洗することによって行なわれる。また、
タリウム、鉛およびコバルトから選ばれる一種以上の金
属の酸化物等の金属化合物を粉末のままあるいは水等と
共にゼオライト好ましくはアンモニウムイオン型あるい
はプロトン型のゼオライトと混合または混練した後、焼
成する。あるいは、タリウム、鉛およびコバルトから選
ばれる一種以上の金属の硝酸塩、酢酸塩等の金属化合物
からアンモニア水等による中和によってえられた水酸化
物をゼオライト好ましくはアンモニウムイオン型あるい
はプロトン型のゼオライトと混練後、焼成する。また、
前記の硝酸塩、酢酸塩等の金属化合物の水溶液にゼオラ
イト好ましくはアンモニアイオン型あるいはプロトン型
のゼロライトを分散させ、この中にアンモニア水等を加
えることにより、ゼオライトの表面に金属酸化物等を沈
着させ、水洗後、焼成する。他に、タリウム、鉛、コバ
ルトから選ばれる一種以上の金属化合物の水溶液にゼオ
ライト好ましくはアンモニウムイオン型あるいはプロト
ン型のゼオライトを投入し、蒸発乾固後、焼成する。
るゼオライトは、アルカリイオン型、アンモニウムイオ
ン型あるいはプロトン型を用いることができ、好ましく
はアンモニウムイオン型であり、アルカリイオン型やプ
ロトン型は予め塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、
酢酸アンモニウム等のアンモニウム塩の水溶液中に数回
浸漬、濾過を繰り返してアンモニウムイオン型にイオン
交換しておくことが望ましい。タリウム、鉛および/ま
たは●コバルトイオン型へのイオン交換は0.01−2グラ
ムイオン/lの濃度でタリウム、鉛および/またはコバル
トイオンを含む塩化物、硝酸塩あるいは酢酸塩等の水溶
液へのアルカリイオン型、アンモニウムイオン型あるい
はプロトン型、好ましくはアンモニウムイオン型のゼオ
ライトを浸漬し、所定温度での攪拌、濾過の工程を繰り
返し、最後に水洗することによって行なわれる。また、
タリウム、鉛およびコバルトから選ばれる一種以上の金
属の酸化物等の金属化合物を粉末のままあるいは水等と
共にゼオライト好ましくはアンモニウムイオン型あるい
はプロトン型のゼオライトと混合または混練した後、焼
成する。あるいは、タリウム、鉛およびコバルトから選
ばれる一種以上の金属の硝酸塩、酢酸塩等の金属化合物
からアンモニア水等による中和によってえられた水酸化
物をゼオライト好ましくはアンモニウムイオン型あるい
はプロトン型のゼオライトと混練後、焼成する。また、
前記の硝酸塩、酢酸塩等の金属化合物の水溶液にゼオラ
イト好ましくはアンモニアイオン型あるいはプロトン型
のゼロライトを分散させ、この中にアンモニア水等を加
えることにより、ゼオライトの表面に金属酸化物等を沈
着させ、水洗後、焼成する。他に、タリウム、鉛、コバ
ルトから選ばれる一種以上の金属化合物の水溶液にゼオ
ライト好ましくはアンモニウムイオン型あるいはプロト
ン型のゼオライトを投入し、蒸発乾固後、焼成する。
これらの修飾によって、ゼオライトに含有されるタリウ
ム、鉛および/またはコバルトの量は、ゼオライトによ
ってあるいはイオンまたは金属化合物によって好ましい
領域が異なるが、概略0.005〜1.0mg当量/gである。
ム、鉛および/またはコバルトの量は、ゼオライトによ
ってあるいはイオンまたは金属化合物によって好ましい
領域が異なるが、概略0.005〜1.0mg当量/gである。
このようにして一種以上の金属イオンおよび/または金
属化合物で修飾されたゼオライトは、そのまま、あるい
はシリカ、硅藻土、カオリン、ベントナイト、アルミナ
および/またはシリカアルミナを加えて、打錠機で円柱
状や円筒状に成型されたり、水やポリビニルアルコール
あるいは酢酸ビニルを加えて混練し、押し出し機で成型
される。また、後述するような流動床用触媒としては、
シリカ、硅藻土、カオリン、ベントナイト、アルミナお
よび/またはシリカアルミナと水を加えてスラリーとし
て、これを噴霧乾燥して、球状のマイクロビーズとす
る。いずれの方法においても、大気中あるいはその他窒
素や二酸化炭素等のガス中、350〜800℃で数時間焼成し
て、成型品に強度を賦与し、バインダー等に含まれる揮
発成分を除去する。しかし、触媒は反応菅内で昇温され
るため、必ずしも触媒の焼成は必要でない。
属化合物で修飾されたゼオライトは、そのまま、あるい
はシリカ、硅藻土、カオリン、ベントナイト、アルミナ
および/またはシリカアルミナを加えて、打錠機で円柱
状や円筒状に成型されたり、水やポリビニルアルコール
あるいは酢酸ビニルを加えて混練し、押し出し機で成型
される。また、後述するような流動床用触媒としては、
シリカ、硅藻土、カオリン、ベントナイト、アルミナお
よび/またはシリカアルミナと水を加えてスラリーとし
て、これを噴霧乾燥して、球状のマイクロビーズとす
る。いずれの方法においても、大気中あるいはその他窒
素や二酸化炭素等のガス中、350〜800℃で数時間焼成し
て、成型品に強度を賦与し、バインダー等に含まれる揮
発成分を除去する。しかし、触媒は反応菅内で昇温され
るため、必ずしも触媒の焼成は必要でない。
本発明の反応は固定床、流動床あるいは移動床で行なわ
れる。
れる。
脂肪族のアルデヒド、ケトンあるいはこれらの混合物に
対するアンモニアのモル比は約0.5〜5mol/molである。
空間速度(SV)は100〜10000Hr-1で、好ましくは300〜3
000Hr-1が用いられる。反応温度は350℃ないしは600℃
が好ましい。反応ガスの圧力は大気圧以下から数気圧ま
で用いることができるが、通常大気圧ないし2気圧付近
が至便である。
対するアンモニアのモル比は約0.5〜5mol/molである。
空間速度(SV)は100〜10000Hr-1で、好ましくは300〜3
000Hr-1が用いられる。反応温度は350℃ないしは600℃
が好ましい。反応ガスの圧力は大気圧以下から数気圧ま
で用いることができるが、通常大気圧ないし2気圧付近
が至便である。
ピリジンあるいはβ−ピコリンを合成するために、特に
好ましい脂肪族アルデヒドあるいはケトンの組み合わせ
は、アセトアルデヒドとホルムアルデヒドのくみあわせ
で、アセトアルデヒドとホルムアルデヒドのモル比を1:
0.3ないし1:3とする。特に本発明の触媒を用いる場合、
β−ピコリンよりも高価なピリジンが優位に生成する。
また、α−ピコリンあるいはγ−ピコリンを合成するた
めには、脂肪族アルデヒドあるいはケトンの組み合わせ
は、アセトアルデヒドのみを用いることが望ましい。原
料ガス中には、水、メタノール等を含ませることも、特
に支障なく反応を行なわせることができる。メタノール
の含有量としては、通常、アセトアルデヒド1モル当た
り0.5モル以下である。ホルムアルデヒドは、ホルマリ
ンの形態で供給することができる。また、脂肪族アルデ
ヒドあるいはケトンとしては、蒸発器あるいは反応器に
おいて、脂肪族アルデヒドあるいはケトンのモノマーを
発生するようなタイマー、トリマー、その他のオリゴマ
ーあるいはポリマーを用いることもできる。
好ましい脂肪族アルデヒドあるいはケトンの組み合わせ
は、アセトアルデヒドとホルムアルデヒドのくみあわせ
で、アセトアルデヒドとホルムアルデヒドのモル比を1:
0.3ないし1:3とする。特に本発明の触媒を用いる場合、
β−ピコリンよりも高価なピリジンが優位に生成する。
また、α−ピコリンあるいはγ−ピコリンを合成するた
めには、脂肪族アルデヒドあるいはケトンの組み合わせ
は、アセトアルデヒドのみを用いることが望ましい。原
料ガス中には、水、メタノール等を含ませることも、特
に支障なく反応を行なわせることができる。メタノール
の含有量としては、通常、アセトアルデヒド1モル当た
り0.5モル以下である。ホルムアルデヒドは、ホルマリ
ンの形態で供給することができる。また、脂肪族アルデ
ヒドあるいはケトンとしては、蒸発器あるいは反応器に
おいて、脂肪族アルデヒドあるいはケトンのモノマーを
発生するようなタイマー、トリマー、その他のオリゴマ
ーあるいはポリマーを用いることもできる。
反応中、触媒には炭素の析出が見られるが、従来の方法
に比べてピリジン塩基類の収率が高いことの当然の結果
として触媒への炭素析出は少ない。従って、触媒の再生
は容易である。尚、触媒の再生には従来の方法に準じた
方法、即ち450〜550℃の温度で空気を触媒層に通じて触
媒上の析出炭素を焼却する。
に比べてピリジン塩基類の収率が高いことの当然の結果
として触媒への炭素析出は少ない。従って、触媒の再生
は容易である。尚、触媒の再生には従来の方法に準じた
方法、即ち450〜550℃の温度で空気を触媒層に通じて触
媒上の析出炭素を焼却する。
〈発明の効果〉 本発明の触媒を用いることにより、例えば実施例で示す
ように、原料のアルデヒドおよびケトンの全炭素数を基
準とした値で、ピリジン収率が54%以上、ピリジンとピ
コリンの合計収率が75%以上となり、従来法(比較例に
よればその最高のピリジン収率および合計収率はそれぞ
れ43%および61%である。)に比較して経済的により高
価なピリジンを高収率で得ることができる。また、触媒
への炭素析出が少なく、触媒の再生は容易である。
ように、原料のアルデヒドおよびケトンの全炭素数を基
準とした値で、ピリジン収率が54%以上、ピリジンとピ
コリンの合計収率が75%以上となり、従来法(比較例に
よればその最高のピリジン収率および合計収率はそれぞ
れ43%および61%である。)に比較して経済的により高
価なピリジンを高収率で得ることができる。また、触媒
への炭素析出が少なく、触媒の再生は容易である。
〈実施例〉 本発明を更に詳細に説明するために、以下に具体的な実
施例を上げるが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。尚、実施例中の反応成績の計算方法は原料の脂肪
族アルデヒドおよびケトンの全炭素数を基準としたもの
で、以下の式によった。
施例を上げるが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。尚、実施例中の反応成績の計算方法は原料の脂肪
族アルデヒドおよびケトンの全炭素数を基準としたもの
で、以下の式によった。
実施例1 結晶性鉄シリケートゼオライトを以下の方法で合成し
た。
た。
Fe(NO3)3・9H2O34g、テトラ−n−プロピルアンモニウム
ブロマイド34g、蒸留水150gの水溶液をA液とする。フ
ユームシリカ70g、蒸留水700gのサスペンジョンをB液
とする。NaOH7.4g、蒸留水50gの溶液をC液とする。C
液の中にA液とB液を加え、オートクレーブ中で160
℃、60時間加熱攪拌した。pHは12.4から11.4へ変化し
た。得られた固形物を、水洗液がpH7.3になるまで水洗
し、72.7gの白色固体を得た。この生成物は、X線回折
による分析からZSM−5結晶構造を持つことが確認され
た。
ブロマイド34g、蒸留水150gの水溶液をA液とする。フ
ユームシリカ70g、蒸留水700gのサスペンジョンをB液
とする。NaOH7.4g、蒸留水50gの溶液をC液とする。C
液の中にA液とB液を加え、オートクレーブ中で160
℃、60時間加熱攪拌した。pHは12.4から11.4へ変化し
た。得られた固形物を、水洗液がpH7.3になるまで水洗
し、72.7gの白色固体を得た。この生成物は、X線回折
による分析からZSM−5結晶構造を持つことが確認され
た。
得られたNa型鉄シリケートゼオライトのFeに対するSiの
比率は106であった。この得られたNa型鉄シリケートゼ
オライトを、1の5%の塩化アンモニウム水溶液で50
〜60℃×1時間のイオン交換を3回行なった後、水洗水
のC1-が1ppm以下になるまで水洗し、110℃×16時間乾燥
してNH4 +型鉄シリケートゼオライトを得、その一部をさ
らに530℃×4時間空気中で焼成して、H型鉄シリケー
トゼオライトを得た。
比率は106であった。この得られたNa型鉄シリケートゼ
オライトを、1の5%の塩化アンモニウム水溶液で50
〜60℃×1時間のイオン交換を3回行なった後、水洗水
のC1-が1ppm以下になるまで水洗し、110℃×16時間乾燥
してNH4 +型鉄シリケートゼオライトを得、その一部をさ
らに530℃×4時間空気中で焼成して、H型鉄シリケー
トゼオライトを得た。
硝酸タリウム(I)0.15gを含む水溶液20mlにアンモニ
ア水を加えて中和し、得られた沈殿物を水洗し、ペース
ト状の水酸化タリウムを得た。これとH型鉄シリケート
ゼオライト4gを乳鉢で均一に混練した後、110℃×14時
間乾燥し、空気中530℃×4時間焼成して、焼成して、F
eに対するSiの比率が106であるH型鉄シリケートゼオラ
イト/Tl2O(Tl2O含量2.8%)を調製した。
ア水を加えて中和し、得られた沈殿物を水洗し、ペース
ト状の水酸化タリウムを得た。これとH型鉄シリケート
ゼオライト4gを乳鉢で均一に混練した後、110℃×14時
間乾燥し、空気中530℃×4時間焼成して、焼成して、F
eに対するSiの比率が106であるH型鉄シリケートゼオラ
イト/Tl2O(Tl2O含量2.8%)を調製した。
このH型鉄シリケートゼオライト/Tl2O3gを内径12.6mm
φのガラス製反応管に充填した。アセトアルデヒド2モ
ルとホルムアルデヒド(40%水溶液)1モルの混合物を
気化させ、予熱したアンモニアガス4モルと混合し、SV
1000Hr-1で450℃に保った反応管に通じた。反応生成物
を水に吸収させたのち、FIDガスクロマトグラフにより
分析を行なった。反応開始から3時間の平均の結果は、
ピリジン55%、α−ピコリン6%、β−ピコリン12%、
γ−ピコリン6%、合計79%の収率であった。
φのガラス製反応管に充填した。アセトアルデヒド2モ
ルとホルムアルデヒド(40%水溶液)1モルの混合物を
気化させ、予熱したアンモニアガス4モルと混合し、SV
1000Hr-1で450℃に保った反応管に通じた。反応生成物
を水に吸収させたのち、FIDガスクロマトグラフにより
分析を行なった。反応開始から3時間の平均の結果は、
ピリジン55%、α−ピコリン6%、β−ピコリン12%、
γ−ピコリン6%、合計79%の収率であった。
実施例2 実施例1で調製したNH4 +型鉄シリケートゼオライト4gを
0.1M硝酸鉛水溶液40mlで80℃×2時間のイオン交換を行
ない、20倍量の蒸留水を数回に分けて洗浄した。110℃
×16時間乾燥し、空気中530℃×4時間焼成して、Feに
対するSiの比率が106であるPb型鉄シリケートゼオライ
ト(Pb含量1.5%)を調製した。
0.1M硝酸鉛水溶液40mlで80℃×2時間のイオン交換を行
ない、20倍量の蒸留水を数回に分けて洗浄した。110℃
×16時間乾燥し、空気中530℃×4時間焼成して、Feに
対するSiの比率が106であるPb型鉄シリケートゼオライ
ト(Pb含量1.5%)を調製した。
これを触媒に用いて、実施例1と同様の反応を行なった
結果を第3表に示す。
結果を第3表に示す。
実施例3 実施例1と同様の方法で、Fe(NO3)3・9H2Oの代わりにGa
(NO3)3・9H2O4.87gを使用し、ZSM−5結晶構造を持ちGa
に対するSiの比率が94であるNa型ガリウムシリケートゼ
オライトを合成した。これをNH4 +型ガリウムシリケート
ゼオライトにイオン交換した後、実施例1と同様の方法
で硝酸鉛の代わりに硝酸コバルトを用いて、Gaに対する
Siの比率が94であるCo型ガリウムシリケートゼオライト
(Co含量0.08%)を調製した。
(NO3)3・9H2O4.87gを使用し、ZSM−5結晶構造を持ちGa
に対するSiの比率が94であるNa型ガリウムシリケートゼ
オライトを合成した。これをNH4 +型ガリウムシリケート
ゼオライトにイオン交換した後、実施例1と同様の方法
で硝酸鉛の代わりに硝酸コバルトを用いて、Gaに対する
Siの比率が94であるCo型ガリウムシリケートゼオライト
(Co含量0.08%)を調製した。
これを触媒に用いて、実施例1と同様の反応を行なった
結果を第3表に示す。
結果を第3表に示す。
実施例4,5 実施例3と同様の方法で、硝酸コバルトの代わりに硝酸
タリウムあるいは硝酸鉛を用いて、Gaに対するSiの比率
が94であるT1型ガリウムシリケート(T1含量2.9%)あ
るいはGaに対するSiの比率が94であるPb型ガリウムシリ
ケートゼオライト(Pb含量1.3%)を調製した。
タリウムあるいは硝酸鉛を用いて、Gaに対するSiの比率
が94であるT1型ガリウムシリケート(T1含量2.9%)あ
るいはGaに対するSiの比率が94であるPb型ガリウムシリ
ケートゼオライト(Pb含量1.3%)を調製した。
これらを触媒に用いて、実施例1と同様の反応を行なっ
た結果を第3表に示す。
た結果を第3表に示す。
比較例1 ZSM−5ゼオライトを八嶋法(触媒,23(3),232(198
1))に基づき、以下に示す方法により合成した。
1))に基づき、以下に示す方法により合成した。
蒸留水433.4g、硫酸アルミニウム4.6g、テトラ−n−プ
ロピルアンモニウムブロマイド55.8g、硫酸40gを混合
し、A液とした。蒸留水320g,3号ケイ酸ソーダ453gを混
合し、B液とした。蒸留水754g、食塩189gを混合し、C
液とした。3lのステンレス製オートクレーブにC液を投
入し、激しく攪拌しながら、A,B両液を滴下混合した。
混合物のpHが9.5〜11に保たれるように調節した。オー
トクレーブを密閉し、160℃に昇温、攪拌を継続し、そ
の状態で20時間水熱合成を行なった。このゲージ圧は、
5〜6kg/cm2を示した。反応終了後、室温まで冷却し、
生成物をろ別した。ろ液中にC1-が1ppm以下になるまで
洗浄、ろ別を繰り返した後、110℃×16時間乾燥し、空
気中530℃×4時間焼成し、Na型ZSM−5白色結晶112gを
得た。この白色結晶のX線回折スペクトルは、特公昭46
-10064号公報に記載されているZSM−5のX線回折スペ
クトルと一致することを確認した。得られたNa型ZSM−
5ゼオライトを、1の5%の塩化アンモニウム水溶液
で50〜60℃×1時間のイオン交換を3回行なった後、水
洗水のCl-が1ppm以下になるまで水洗し、110℃×16時間
乾燥してNH4 +型ZSM−5結晶106gを得、さらにその一部
を530℃×4時間空気中で焼成して、Alに対するSiの比
率が80であるH型ZSM−5を得た。
ロピルアンモニウムブロマイド55.8g、硫酸40gを混合
し、A液とした。蒸留水320g,3号ケイ酸ソーダ453gを混
合し、B液とした。蒸留水754g、食塩189gを混合し、C
液とした。3lのステンレス製オートクレーブにC液を投
入し、激しく攪拌しながら、A,B両液を滴下混合した。
混合物のpHが9.5〜11に保たれるように調節した。オー
トクレーブを密閉し、160℃に昇温、攪拌を継続し、そ
の状態で20時間水熱合成を行なった。このゲージ圧は、
5〜6kg/cm2を示した。反応終了後、室温まで冷却し、
生成物をろ別した。ろ液中にC1-が1ppm以下になるまで
洗浄、ろ別を繰り返した後、110℃×16時間乾燥し、空
気中530℃×4時間焼成し、Na型ZSM−5白色結晶112gを
得た。この白色結晶のX線回折スペクトルは、特公昭46
-10064号公報に記載されているZSM−5のX線回折スペ
クトルと一致することを確認した。得られたNa型ZSM−
5ゼオライトを、1の5%の塩化アンモニウム水溶液
で50〜60℃×1時間のイオン交換を3回行なった後、水
洗水のCl-が1ppm以下になるまで水洗し、110℃×16時間
乾燥してNH4 +型ZSM−5結晶106gを得、さらにその一部
を530℃×4時間空気中で焼成して、Alに対するSiの比
率が80であるH型ZSM−5を得た。
これを触媒に用いて、実施例1と同様の反応を行なった
結果を第4表に示す。
結果を第4表に示す。
比較例2 比較例1で合成したNH4 +型ZSM−5 4gを0.1M硝酸カドミ
ウム水溶液40mlで80℃×2時間のイオン交換を行ない、
20倍量の蒸留水で数回に分けて洗浄した。110℃×16時
間乾燥し、空気中530℃×4時間焼成してCd型ZSM−5
(Cd含量0.16%)を調製した。
ウム水溶液40mlで80℃×2時間のイオン交換を行ない、
20倍量の蒸留水で数回に分けて洗浄した。110℃×16時
間乾燥し、空気中530℃×4時間焼成してCd型ZSM−5
(Cd含量0.16%)を調製した。
これを触媒に用いて、実施例1と同様の反応を行なった
結果を第4表に示す。
結果を第4表に示す。
比較例3 Y型ゼオライト(東洋曹達工業(株)製:TSZ-330HOA)
を触媒に用いて、実施例1と同様の反応を行なった結果
を第4表に示す。
を触媒に用いて、実施例1と同様の反応を行なった結果
を第4表に示す。
比較例4 UCC製シリカライト(S−115)を触媒に用いて、実施例
1と同様の反応を行なった結果を第4表に示す。
1と同様の反応を行なった結果を第4表に示す。
比較例5 シリカアルミナ(日揮化学(株)製:N−631L0を触媒に
用いて、実施例1と同様の反応を行なった結果を第4表
に示す。
用いて、実施例1と同様の反応を行なった結果を第4表
に示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井口 晃 大阪府大阪市城東区放出西2丁目12番13号 広栄化学工業株式会社内 (72)発明者 佐藤 洋 大阪府高槻市塚原2丁目10番1号 住友化 学工業株式会社内 (72)発明者 廣瀬 賢一 大阪府高槻市塚原2丁目10番1号 住友化 学工業株式会社内 (72)発明者 馬田 洋一 大阪府高槻市塚原2丁目10番1号 住友化 学工業株式会社内 審査官 星野 紹英
Claims (17)
- 【請求項1】脂肪族のアルデヒドおよび/またはケトン
とアンモニアを触媒の存在下、気相で縮合させて、ピリ
ジン塩基類を製造する方法において、触媒としてAl,Fe,
および/またはGaからなる金属(ただし、Alのみは除
く)に対するSiの比率が約12ないし1000であり、かつ、
制御指数が約0.8ないし約12のゼオライトをタリウム、
鉛およびコバルトから選ばれる一種以上の金属のイオン
および/または金属の化合物で修飾してなる触媒を用い
ることを特徴とするピリジン塩基類の製造方法。 - 【請求項2】脂肪族のアルデヒドとしてアセトアルデヒ
ドとホルムアルデヒドを用い、主生成物がピリジンであ
る特許請求の範囲第1項記載の方法。 - 【請求項3】アセトアルデヒド:ホルムアルデヒド:ア
ンモニアのモル比が約1:0.3〜3:0.5〜5である特許請求
の範囲第2項記載の方法。 - 【請求項4】反応原料中にアセトアルデヒド1モル当た
り、0.5モル以下のメタノールを含有してなる特許請求
範囲第2項記載の方法。 - 【請求項5】ゼオライトをタリウムイオン、鉛イオンお
よびコバルトイオンから選ばれる一種以上の金属イオン
でイオン交換してなる触媒を用いることを特徴とする特
許請求の範囲第1,第2または第3項記載の方法。 - 【請求項6】ゼオライトをタリウム化合物、鉛化合物お
よびコバルト化合物から選ばれる一種以上の金属化合物
で混練法、含浸法、浸漬法、沈着法あるいは蒸発乾固法
によって処理してなる触媒を用いることを特徴とする特
許請求の範囲第1,第2または第3項記載の方法。 - 【請求項7】金属化合物が酸化物、ハロゲン化物、硫酸
塩、リン酸塩、硝酸塩および有機カルボン酸塩から選ば
れる一種以上の金属化合物である特許請求の範囲第6項
記載の方法。 - 【請求項8】タリウム、鉛および/またはコバルトの金
属化合物が酸化物である特許請求の範囲第7項記載の方
法。 - 【請求項9】金属化合物による修飾方法がこの酸化物ま
たは水酸化物をゼオライトと混練することによる特許請
求の範囲第6項記載の方法。 - 【請求項10】タリウム、鉛および/またはコバルトの
金属の含有量がゼオライトに対して0.005ないし0.1mg当
量/gである特許請求の範囲第1,第2,第3,第5,第6,第7,第
8または第9項記載の方法。 - 【請求項11】脂肪族アルデヒドとしてアセトアルデヒ
ドを用い、α−ピコリンおよびγ−ピコリンを主生成物
とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 - 【請求項12】脂肪族アルデヒドとしてアクロレインを
用い、β−ピコリンおよびピリジンを主生成物とする特
許請求の範囲第1項記載の方法。 - 【請求項13】脂肪族アルデヒドとしてホルムアルデヒ
ド、脂肪族ケトンとしてアセトンを用い、2,6−ルチジ
ンを主生成物とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 - 【請求項14】ゼオライト中のAl,Fe,および/またはGa
からなる金属(ただし、Alのみは除く)に対するSiの比
率が約15ないし500である特許請求の範囲第1,第2,第3,
第5,第6,第7,第8,第9,第10,第11,第12または第13項記載
の方法。 - 【請求項15】ゼオライトがZSM−5型あるいはZSM−11
型結晶構造を有するガリウムシリケートである特許請求
の範囲第1,第2,第3,第5,第6,第7,第8,第9,第10,第11,第
12または第13項記載の方法。 - 【請求項16】ゼオライトがZSM−5型あるいはZSM−11
型結晶構造を有する鉄シリケートである特許請求の範囲
第1,第2,第3,第5,第6,第7,第8,第9,第10,第11,第12また
は第13項記載の方法。 - 【請求項17】触媒にシリカ、硅藻土、カオリン、ベン
トナイト、アルミナおよび/またはシリカアルミナを含
ませた特許請求の範囲第1,第2,第3,第11,第12,第13,第1
4,第15,または第16項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US9526 | 1987-02-02 | ||
US07/009,526 US4810794A (en) | 1986-02-06 | 1987-02-02 | Process for producing pyridine bases |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63190877A JPS63190877A (ja) | 1988-08-08 |
JPH07107049B2 true JPH07107049B2 (ja) | 1995-11-15 |
Family
ID=21738193
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62120354A Expired - Fee Related JPH07107049B2 (ja) | 1987-02-02 | 1987-05-19 | ピリジン塩基類の合成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07107049B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3888703B2 (ja) * | 1995-09-25 | 2007-03-07 | ダイセル化学工業株式会社 | ピリジン塩基類の製造方法、新規金属担持ゼオライトおよびその製法 |
-
1987
- 1987-05-19 JP JP62120354A patent/JPH07107049B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63190877A (ja) | 1988-08-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4810794A (en) | Process for producing pyridine bases | |
US10618039B2 (en) | Process and catalyst for the production of pyridine and alkyl derivatives thereof | |
JP2542401B2 (ja) | アルケンカルボン酸エステルの製造法 | |
JPH07107050B2 (ja) | 置換ピリジンの製造法 | |
US4743702A (en) | Preparation of aliphatic dinitriles | |
JP2862257B2 (ja) | ピリジン塩基類を製造する方法 | |
JPH07107049B2 (ja) | ピリジン塩基類の合成方法 | |
JPH0692369B2 (ja) | ピリジン塩基類の製造方法 | |
US5237068A (en) | Process for producing pyridine bases | |
JP4427116B2 (ja) | ピリジン塩基類の製造法 | |
JPH0692368B2 (ja) | ピリジン塩基の合成方法 | |
JP3055913B2 (ja) | ピリジン塩基合成方法及びそのための触媒 | |
RU2243217C2 (ru) | Способ получения пиридиновых оснований | |
JP4313854B2 (ja) | 2,3,5−コリジン及び2−エチル−5−メチルピリジンの製造方法 | |
JPH05168922A (ja) | アルドール縮合脱水用触媒、マグネシウム・アルミニウム複合化合物の製造方法及びそれを用いるアルドール縮合脱水物の製造方法 | |
JPS58164534A (ja) | 不飽和アルコ−ルの製造方法 | |
CN111491730B (zh) | 沸石催化剂 | |
JP3888703B2 (ja) | ピリジン塩基類の製造方法、新規金属担持ゼオライトおよびその製法 | |
EP1167352B1 (en) | A method for producing pyridine bases | |
JP2004519513A (ja) | コリジン及び2,3,5,6‐テトラメチルピリジンの製造方法 | |
JP4854111B2 (ja) | ピロール類の製造方法 | |
JPH0610149B2 (ja) | シクロヘキセンの水和によるシクロヘキサノールの製造法 | |
JP4414155B2 (ja) | ピリジン塩基類の製造法 | |
JPH0610150B2 (ja) | シクロヘキサノールの製造法 | |
JPH03207454A (ja) | 触媒の再生方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |