JPH07118220A - Production of acrylonitrile dimer - Google Patents

Production of acrylonitrile dimer

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JPH07118220A
JPH07118220A JP6202463A JP20246394A JPH07118220A JP H07118220 A JPH07118220 A JP H07118220A JP 6202463 A JP6202463 A JP 6202463A JP 20246394 A JP20246394 A JP 20246394A JP H07118220 A JPH07118220 A JP H07118220A
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acrylonitrile
acid
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dimer
ruthenium
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Abstract

PURPOSE:To obtain a normal dimer of acrylonitfile in high selectivity by performing dimerization of acrylonitrile without using hydrogen and with the extreme reduction of the by-production of propionitrile and the beta-cyanoethyl ester of a carboxylic acid. CONSTITUTION:A normal dimer of acrylonitrile, i.e., 1,4-dicyanobutene, 1,4- dicyanobutadiene or adiponitrile is obtained by the dimerization of acrylonitrile. This process of the dimerization of acrylonitrile is carried out using a ruthenium compound as a catalyst in the presence of a specific carboxylic acid containing an oxygen, sulfur or nitrogen atom.

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、アクリロニトリルの二
量化において、ルテニウム触媒を用いてアクリロニトリ
ル直鎖二量体の1,4−ジシアノブテン、1,4−ジシ
アノブタジエン及びアジポニトリルを製造する方法に関
する。アクリロニトリル直鎖二量体の1,4−ジシアノ
ブテン、1,4−ジシアノブタジエン及びアジポニトリ
ルはナイロンー6,6原料のヘキサメチレンジアミン、
さび止め剤、及びゴムの加硫促進剤などの中間体として
有用な化合物である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a process for producing acrylonitrile linear dimer of 1,4-dicyanobutene, 1,4-dicyanobutadiene and adiponitrile by using a ruthenium catalyst in the dimerization of acrylonitrile. Acrylonitrile linear dimer 1,4-dicyanobutene, 1,4-dicyanobutadiene and adiponitrile are hexamethylenediamine, which is a raw material for nylon-6 and 6,
It is a compound useful as an intermediate such as a rust inhibitor and a rubber vulcanization accelerator.

【0002】[0002]

【従来の技術】アクリロニトリルからルテニウム触媒を
用いて1,4ージシアノブテン及びアジポニトリルを製
造する方法としては、例えば、水素存在下でアクリロニ
トリルの二量化反応を行う方法が知られている(Bull.
Chem. Soc. Jpn., 41 (1968) 396参照)。しかしなが
ら、この方法は、水素を添加して反応を行った場合にの
みアクリロニトリルの二量化が進行するもので、そのた
め、アクリロニトリルの二量化と同時に水素化も起こっ
てプロピオニトリルが多量に副生するという問題を有し
ている。また、特公昭44−24585号公報、特公昭
45−4048号公報及び特公昭54−12450号公
報に開示されている方法においても、水素存在下で反応
を行っているため、目的のアクリロニトリル直鎖二量体
の選択率は55〜67%まで向上しているものの、プロ
ピオニトリルが33〜45%の選択率で多量に副生して
いる。
As a method for producing 1,4-dicyanobutene and adiponitrile from acrylonitrile using a ruthenium catalyst, for example, a method of carrying out a dimerization reaction of acrylonitrile in the presence of hydrogen is known (Bull.
Chem. Soc. Jpn., 41 (1968) 396). However, in this method, dimerization of acrylonitrile proceeds only when the reaction is carried out by adding hydrogen, and therefore, hydrogenation also occurs at the same time as dimerization of acrylonitrile and a large amount of propionitrile is by-produced. I have a problem. Further, in the methods disclosed in JP-B-44-24585, JP-B-45-4048 and JP-B-54-12450, since the reaction is carried out in the presence of hydrogen, the desired acrylonitrile straight chain is obtained. Although the selectivity of the dimer is improved to 55 to 67%, a large amount of propionitrile is by-produced at a selectivity of 33 to 45%.

【0003】このため、水素を存在させないでアクリロ
ニトリルの二量化を行う方法が検討されて特公昭51−
14620号公報にその方法が開示されているが、この
方法では、アクリロニトリルの転化率を上げた場合、プ
ロピオニトリルの副生が多くなって二量体の選択率が低
下し、得られる二量体も直鎖二量体と分枝二量体の混合
物であって目的とする直鎖二量体の割合が低いという問
題があった。
Therefore, a method for dimerizing acrylonitrile in the absence of hydrogen has been investigated and examined.
Although the method is disclosed in Japanese Patent No. 14620, in this method, when the conversion rate of acrylonitrile is increased, the by-product of propionitrile is increased and the selectivity of the dimer is decreased, and the obtained dimer is obtained. The body is also a mixture of a straight chain dimer and a branched dimer, and there is a problem that the ratio of the target straight chain dimer is low.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、公知の
アクリロニトリル二量体の製造法には、プロピオニトリ
ルのようなアクリロニトリルに容易に再生できない副生
物が多量に生成して二量体の選択率を低下させる、直鎖
二量体と分枝二量体の混合物が生成して目的とする直鎖
二量体の選択率が低くなる、水素を使用することによっ
て装置及び操作面における安全対策が必要になるなどの
問題があった。本発明の目的は、アクリロニトリルの二
量化において、プロピオニトリルの副生を抑制し、高選
択率でアクリロニトリルの直鎖二量体を製造することが
できる工業的に好適なアクリロニトリル二量体の製造法
を提供することである。
As described above, according to the known method for producing an acrylonitrile dimer, a large amount of a by-product such as propionitrile which cannot be easily regenerated to acrylonitrile is produced to form a dimer. Safety of equipment and operation by using hydrogen, which lowers the selectivity, forms a mixture of a linear dimer and a branched dimer, and lowers the selectivity of the desired linear dimer. There were problems such as the need for countermeasures. The object of the present invention, in the dimerization of acrylonitrile, by suppressing the by-production of propionitrile, it is possible to produce a linear dimer of acrylonitrile with a high selectivity production of industrially suitable acrylonitrile dimer To provide the law.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、公知のア
クリロニトリル二量体の製造法における前述したような
問題を解決すべく鋭意検討した結果、ヘテロ原子を含有
する特定のカルボン酸の存在下、水素を存在させないで
アクリロニトリルの二量化を行うことにより、プロピオ
ニトリルの副生を大幅に抑制すると共に、カルボン酸を
存在させることに伴うカルボン酸β−シアノエチルエス
テルの副生も抑制して、高選択率でアクリロニトリルの
直鎖二量体が得られることを見出して、本発明に到達し
た。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted extensive studies to solve the above-mentioned problems in the known method for producing acrylonitrile dimer, and as a result, the presence of a specific carboxylic acid containing a hetero atom By dimerizing acrylonitrile in the absence of hydrogen, the by-product of propionitrile is significantly suppressed, and the by-product of carboxylic acid β-cyanoethyl ester accompanying the presence of carboxylic acid is also suppressed. The present invention has been accomplished by finding that a linear dimer of acrylonitrile can be obtained with high selectivity.

【0006】即ち、本発明は、アクリロニトリルの二量
化により直鎖二量体の1,4−ジシアノブテン、1,4
−ジシアノブタジエン及びアジポニトリルを生成させる
アクリロニトリル二量体の製造法において、触媒として
ルテニウム化合物を使用して、(1)5〜12員環の環
式化合物の環を形成する炭素原子にカルボキシル基又は
カルボキシメチル基が結合し、該炭素原子のα位の環を
形成する原子が酸素原子、硫黄原子又は窒素原子で置換
されている環式カルボン酸、又は(2)カルボキシル基
のα位又はβ位の炭素原子に硫黄原子又は窒素原子が結
合している非環式カルボン酸の存在下、アクリロニトリ
ルを二量化することを特徴とするアクリロニトリル二量
体の製造法に関する。
That is, the present invention relates to a linear dimer of 1,4-dicyanobutene, 1,4 by dimerization of acrylonitrile.
In a method for producing an acrylonitrile dimer for producing dicyanobutadiene and adiponitrile, a ruthenium compound is used as a catalyst, and (1) a carboxyl group or a carboxy group is added to a carbon atom forming a ring of a 5- to 12-membered cyclic compound. A cyclic carboxylic acid in which a methyl group is bonded and the atom forming the ring at the α-position of the carbon atom is substituted with an oxygen atom, a sulfur atom or a nitrogen atom, or (2) at the α-position or β-position of the carboxyl group The present invention relates to a method for producing an acrylonitrile dimer, which comprises dimerizing acrylonitrile in the presence of an acyclic carboxylic acid having a carbon atom bonded to a sulfur atom or a nitrogen atom.

【0007】以下に本発明を詳しく説明する。触媒とし
て使用されるルテニウム化合物としては、ルテニウムの
無機酸塩、ルテニウムの有機酸塩、又はルテニウムを中
心原子とする配位化合物が好ましく、例えば、塩化ルテ
ニウム、臭化ルテニウム、ヨウ化ルテニウム、硫酸ルテ
ニウム、硝酸ルテニウム等のルテニウムの無機酸塩、酢
酸ルテニウム、プロピオン酸ルテニウム、ブタン酸ルテ
ニウム、ペンタン酸ルテニウム、ヘキサン酸ルテニウ
ム、ステアリン酸ルテニウム、ナフテン酸ルテニウム、
シュウ酸ルテニウム、コハク酸ルテニウム等のルテニウ
ムの有機酸塩、又はRuCl2 (ジメチルスルホキシ
ド)4 、RuCl2 (アクリロニトリル)4 、RuCl
2 (トリフェニルホスフィン)3 、RuCl2 (トリフ
ェニルホスフィン)4 、Ru(H2 O)(2−チオフェ
ンカルボキシレート)2 (ジメチルスルホキシド)3
のルテニウムを中心原子とする配位化合物を挙げること
ができる。これらのルテニウム化合物は単独で用いても
複数の化合物を混合して用いてもよく、その使用量はア
クリロニトリルに対して通常0.0001〜10モル%
である。
The present invention will be described in detail below. The ruthenium compound used as a catalyst is preferably an inorganic acid salt of ruthenium, an organic acid salt of ruthenium, or a coordination compound having ruthenium as a central atom, for example, ruthenium chloride, ruthenium bromide, ruthenium iodide, ruthenium sulfate. Inorganic acid salts of ruthenium such as ruthenium nitrate, ruthenium acetate, ruthenium propionate, ruthenium butanoate, ruthenium pentanoate, ruthenium hexanoate, ruthenium stearate, ruthenium naphthenate,
Ruthenium oxalate, ruthenium succinate, and other organic acid salts of ruthenium, or RuCl 2 (dimethyl sulfoxide) 4 , RuCl 2 (acrylonitrile) 4 , RuCl
2 (triphenylphosphine) 3 , RuCl 2 (triphenylphosphine) 4 , Ru (H 2 O) (2-thiophenecarboxylate) 2 (dimethylsulfoxide) 3 and the like are listed as coordination compounds having a central atom of ruthenium. You can These ruthenium compounds may be used alone or as a mixture of a plurality of compounds, and the amount thereof is usually 0.0001 to 10 mol% relative to acrylonitrile.
Is.

【0008】本発明においては、上記ルテニウム化合物
と共に塩基及び/又は還元剤を使用することもできる。
塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水
酸化バリウム、水酸化リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸
カリウム、炭酸水素ナトリウム等の無機塩、酢酸ナトリ
ウム、プロピオン酸ナトリウム等の有機酸塩、ナトリウ
ムメトキサイド、ナトリウムエトキサイド等の金属アル
コキサイド、メチルアミン、エチルアミン、ジメチルア
ミン、ジエチルアミン、トリメチルアミン、トリエチル
アミン、アニリン、メチルアニリン、ジメチルアニリ
ン、エチルアニリン、ジエチルアニリン等のアミン及び
アンモニアが挙げられる。これらの塩基は単独で用いて
も複数の化合物を混合して用いてもよく、その使用量は
ルテニウム化合物に対して通常0.05〜30倍モル、
好ましくは0.1〜20倍モルである。
In the present invention, a base and / or a reducing agent may be used together with the ruthenium compound.
As the base, sodium hydroxide, potassium hydroxide, barium hydroxide, lithium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, inorganic salts such as sodium hydrogen carbonate, sodium acetate, organic acid salts such as sodium propionate, sodium methoxide, Examples thereof include metal alkoxides such as sodium ethoxide, methylamine, ethylamine, dimethylamine, diethylamine, trimethylamine, triethylamine, aniline, methylaniline, dimethylaniline, ethylaniline and diethylaniline, and ammonia. These bases may be used alone or as a mixture of a plurality of compounds, and the amount thereof is usually 0.05 to 30 times by mole with respect to the ruthenium compound,
The molar amount is preferably 0.1 to 20 times.

【0009】還元剤としては、前記ルテニウム化合物を
還元できる還元剤であればよく、例えば、有機還元剤と
して、有機スズ化合物、有機ゲルマニウム化合物、有機
ケイ素化合物、有機ホウ素化合物、及び有機アルミニウ
ム化合物、また、無機還元剤として、水素化ホウ素化合
物、水素化アルミニウム化合物、金属水素化物、金属単
体が挙げられる。これらの還元剤は単独で用いても複数
の化合物を混合して用いてもよく、その使用量は、前記
ルテニウム化合物に対して通常0.05〜30倍モル、
好ましくは0.1〜20倍モルである。
The reducing agent may be any reducing agent capable of reducing the ruthenium compound, and examples of the reducing agent include organic tin compounds, organic germanium compounds, organic silicon compounds, organic boron compounds, and organic aluminum compounds. Examples of the inorganic reducing agent include borohydride compounds, aluminum hydride compounds, metal hydrides, and simple metals. These reducing agents may be used alone or as a mixture of a plurality of compounds, and the amount thereof is usually 0.05 to 30 times by mole with respect to the ruthenium compound,
The molar amount is preferably 0.1 to 20 times.

【0010】還元剤の具体的な例としては、トリメチル
スタンナン〔HSn(CH3 3 〕、トリエチルスタン
ナン(HSnEt3 )、トリ−n−プロピルスタンナン
〔HSn(n−Pr)3 〕、トリ−n−ブチルスタンナ
ン〔HSn(n−Bu)3 〕、トリフェニルスタンナン
(HSnPh3 )、ジ−n−プロピルスタンナン〔H 2
Sn(n−Pr)2 〕、ジ−n−ブチルスタンナン〔H
2 Sn(n−Bu)2〕、ジフェニルスタンナン〔H2
SnPh2 〕等の有機スズ化合物、トリメチルゲルマン
〔HGeMe3 〕、トリエチルゲルマン〔HGeE
3 〕、トリ−n−プロピルゲルマン〔HGe(n−P
r)3 〕等の有機ゲルマニウム化合物、水素化ホウ素ナ
トリウム(NaBH4 )、水素化ホウ素リチウム(Li
BH4 )等の水素化ホウ素化合物、水素化リチウムアル
ミニウム(LiAlH4 )等の水素化アルミニウム化合
物、水素化ナトリウム(NaH)等の金属水素化物、金
属ナトリウム、金属マグネシウム、金属亜鉛等の金属単
体が挙げられる。
A specific example of the reducing agent is trimethyl.
Stannane [HSn (CH3)3], Triethylstan
Nan (HSnEt3), Tri-n-propylstannane
[HSn (n-Pr)3], Tri-n-butyl stanna
[HSn (n-Bu)3], Triphenylstannane
(HSnPh3), Di-n-propylstannane [H 2
Sn (n-Pr)2], Di-n-butylstannane [H
2Sn (n-Bu)2], Diphenylstannane [H2
SnPh2] Organotin compounds such as trimethylgermane
[HGeMe3], Triethylgermane [HGeE
t3], Tri-n-propyl germane [HGe (n-P
r)3] Organic germanium compounds, borohydride
Thorium (NaBHFour), Lithium borohydride (Li
BHFour) Etc., borohydride compounds, lithium hydride
Minium (LiAlHFour) Aluminum hydride compounds such as
Products, metal hydrides such as sodium hydride (NaH), gold
Metallic elements such as sodium, magnesium, and zinc
The body.

【0011】本発明で使用されるカルボン酸の一つとし
ては、5〜12員環の環式化合物の環を形成する炭素原
子にカルボキシル基又はカルボキシメチル基が結合し、
該炭素原子のα位の環を形成する原子が酸素原子、硫黄
原子又は窒素原子で置換されている環式カルボン酸が挙
げられる。
As one of the carboxylic acids used in the present invention, a carboxyl group or a carboxymethyl group is bonded to a carbon atom forming a ring of a 5- to 12-membered cyclic compound,
Examples thereof include cyclic carboxylic acids in which the atom forming the α-position of the carbon atom is substituted with an oxygen atom, a sulfur atom or a nitrogen atom.

【0012】前記環式化合物は、前記ヘテロ原子以外の
原子が炭素原子のみからなる環式化合物であっても、前
記ヘテロ原子以外にO、S、Nなどのヘテロ原子を含む
環式化合物であってもよく、更にアルキル基、アリール
基、アシル基、アルコキシル基、ハロゲン等の置換基が
結合していてもよい。また、単環式化合物であっても縮
合環式化合物でもよいが、好ましくは5〜6員環の単環
式化合物がよい。
The above-mentioned cyclic compound is a cyclic compound in which atoms other than the above-mentioned heteroatoms are composed of only carbon atoms, but it is a cyclic compound containing heteroatoms such as O, S, N in addition to the above-mentioned heteroatoms. Alternatively, a substituent such as an alkyl group, an aryl group, an acyl group, an alkoxyl group, or a halogen may be bonded. Further, it may be a monocyclic compound or a condensed cyclic compound, but a 5- or 6-membered monocyclic compound is preferable.

【0013】また、前記環式化合物は飽和環式化合物で
も不飽和環式化合物でもよいが、不飽和環式化合物の場
合、その不飽和結合(二重結合)は、環を形成する炭素
原子にカルボキシル基又はカルボキシメチル基が結合
し、該炭素原子のα位の環を形成する原子が酸素原子、
硫黄原子又は窒素原子のヘテロ原子で置換されているこ
とを妨げないならば、該環式化合物のいずれの位置に一
つ又はそれ以上存在していても差し支えない。
The cyclic compound may be a saturated cyclic compound or an unsaturated cyclic compound. In the case of an unsaturated cyclic compound, the unsaturated bond (double bond) is a carbon atom forming a ring. A carboxyl group or a carboxymethyl group is bonded, and the atom forming the α-position ring of the carbon atom is an oxygen atom,
One or more of them may be present at any position of the cyclic compound as long as it does not prevent substitution with a hetero atom of a sulfur atom or a nitrogen atom.

【0014】前記の環式カルボン酸としては、例えば、
5員環の環式化合物の環を形成する炭素原子にカルボキ
シル基が結合し、該炭素原子のα位の環を形成する原子
が酸素原子で置換されている環式カルボン酸として、2
−フランカルボン酸、3−メチル−2−フランカルボン
酸、4−メチル−2−フランカルボン酸、テトラヒドロ
−2−フランカルボン酸等の2−フランカルボン酸類、
5員環の環式化合物の環を形成する炭素原子にカルボキ
シメチル基が結合し、該炭素原子のα位の環を形成する
原子が酸素原子で置換されている環式カルボン酸とし
て、2−フラン酢酸、3−メチル−2−フラン酢酸、4
−メチル−2−フラン酢酸、テトラヒドロ−2−フラン
酢酸等の2−フラン酢酸類が挙げられる。これらの環式
カルボン酸の中で特に好ましいものは、2−フランカル
ボン酸、3−メチル−2−フランカルボン酸、4−メチ
ル−2−フランカルボン酸等の2−フランカルボン酸類
である。
Examples of the above-mentioned cyclic carboxylic acid include:
As a cyclic carboxylic acid in which a carboxyl group is bound to a carbon atom forming a ring of a 5-membered cyclic compound and an atom forming a ring at the α-position of the carbon atom is substituted with an oxygen atom, 2
-2-furancarboxylic acids such as furancarboxylic acid, 3-methyl-2-furancarboxylic acid, 4-methyl-2-furancarboxylic acid, and tetrahydro-2-furancarboxylic acid,
As a cyclic carboxylic acid in which a carboxymethyl group is bonded to a carbon atom forming a ring of a 5-membered cyclic compound and an atom forming a ring at the α-position of the carbon atom is substituted with an oxygen atom, 2- Furanacetic acid, 3-methyl-2-furanacetic acid, 4
And 2-furan acetic acid such as methyl-2-furan acetic acid and tetrahydro-2-furan acetic acid. Particularly preferable among these cyclic carboxylic acids are 2-furancarboxylic acids such as 2-furancarboxylic acid, 3-methyl-2-furancarboxylic acid, and 4-methyl-2-furancarboxylic acid.

【0015】5員環の環式化合物の環を形成する炭素原
子にカルボキシル基が結合し、該炭素原子のα位の環を
形成する原子が硫黄原子で置換されている環式カルボン
酸としては、2−チオフェンカルボン酸、3−メチル−
2−チオフェンカルボン酸、5−メチル−2−チオフェ
ンカルボン酸等の2−チオフェンカルボン酸類、5員環
の環式化合物の環を形成する炭素原子にカルボキシメチ
ル基が結合し、該炭素原子のα位の環を形成する原子が
硫黄原子で置換されている環式カルボン酸としては、2
−チオフェン酢酸、3−メチル−2−チオフェン酢酸、
4−メチル−2−チオフェン酢酸等の2−チオフェン酢
酸類が挙げられる。これらの環式カルボン酸の中で特に
好ましいものは、2−チオフェンカルボン酸、3−メチ
ル−2−チオフェンカルボン酸、5−メチル−2−チオ
フェンカルボン酸等の2−チオフェンカルボン酸類であ
る。
A cyclic carboxylic acid in which a carboxyl group is bound to a carbon atom forming a ring of a 5-membered cyclic compound and an atom forming a ring at the α-position of the carbon atom is substituted with a sulfur atom is , 2-thiophenecarboxylic acid, 3-methyl-
2-thiophenecarboxylic acids such as 2-thiophenecarboxylic acid and 5-methyl-2-thiophenecarboxylic acid, a carboxymethyl group is bonded to a carbon atom forming a ring of a 5-membered cyclic compound, and α of the carbon atom The cyclic carboxylic acid in which the atom forming the ring at position is substituted with a sulfur atom is 2
-Thiophene acetic acid, 3-methyl-2-thiophene acetic acid,
2-thiopheneacetic acid such as 4-methyl-2-thiopheneacetic acid may be mentioned. Particularly preferable among these cyclic carboxylic acids are 2-thiophenecarboxylic acids such as 2-thiophenecarboxylic acid, 3-methyl-2-thiophenecarboxylic acid and 5-methyl-2-thiophenecarboxylic acid.

【0016】5員環の環式化合物の環を形成する炭素原
子にカルボキシル基が結合し、該炭素原子のα位の環を
形成する原子が窒素原子で置換されている環式カルボン
酸としては、N−アセチルプロリン、N−プロピオニル
プロリン、N−ベンゾイルプロリン等のN−アシルプロ
リンや、N−カルボメトキシプロリン、N−カルボエト
キシプロリン、N−カルボプロポキシプロリン、N−カ
ルボベンジルオキシプロリン等のN−カルボアルコキシ
プロリンなどの2−ピロリジンカルボン酸(プロリン)
類が挙げられ、6員環の環式化合物の環を形成する炭素
原子にカルボキシル基が結合し、該炭素原子のα位の環
を形成する原子が窒素原子で置換されている環式カルボ
ン酸としては、N−アセチル−2−ピペリジンカルボン
酸、N−プロピオニル−2−ピペリジンカルボン酸、N
−ベンゾイル−2−ピペリジンカルボン酸等のN−アシ
ル−2−ピペリジンカルボン酸や、N−カルボメトキシ
−2−ピペリジンカルボン酸、N−カルボエトキシ−2
−ピペリジンカルボン酸、N−カルボプロポキシ−2−
ピペリジンカルボン酸、N−カルボベンジルオキシ−2
−ピペリジンカルボン酸等のN−カルボアルコキシ−2
−ピペリジンカルボン酸などの2−ピペリジンカルボン
酸(ピペコリン酸)類が挙げられる。これらの環式カル
ボン酸の中で特に好ましいものは、N−アセチルプロリ
ン、N−プロピオニルプロリン、N−ベンゾイルプロリ
ン、N−カルボメトキシプロリン、N−カルボエトキシ
プロリン、N−カルボプロポキシプロリン、N−カルボ
ベンジルオキシプロリン等の2−ピロリジンカルボン酸
(プロリン)類である。
A cyclic carboxylic acid in which a carboxyl group is bound to a carbon atom forming a ring of a 5-membered cyclic compound and an atom forming a ring at the α-position of the carbon atom is substituted with a nitrogen atom is , N-acetylproline, N-propionylproline, N-benzoylproline and the like N-acylproline, N-carbomethoxyproline, N-carboethoxyproline, N-carbopropoxyproline, N-carbobenzyloxyproline and the like N. -2-pyrrolidinecarboxylic acid (proline) such as carboalkoxyproline
And a carboxyl group bonded to a carbon atom forming a ring of a 6-membered cyclic compound, and an atom forming a ring at the α-position of the carbon atom is substituted with a nitrogen atom. Are N-acetyl-2-piperidinecarboxylic acid, N-propionyl-2-piperidinecarboxylic acid, N
-N-acyl-2-piperidinecarboxylic acid such as benzoyl-2-piperidinecarboxylic acid, N-carbomethoxy-2-piperidinecarboxylic acid, N-carbethoxy-2
-Piperidinecarboxylic acid, N-carbopropoxy-2-
Piperidinecarboxylic acid, N-carbobenzyloxy-2
-N-carboalkoxy-2 such as piperidinecarboxylic acid
And 2-piperidinecarboxylic acid (pipecolic acid) such as piperidinecarboxylic acid. Particularly preferred among these cyclic carboxylic acids are N-acetylproline, N-propionylproline, N-benzoylproline, N-carbomethoxyproline, N-carboethoxyproline, N-carbopropoxyproline, N-carboproline. It is 2-pyrrolidinecarboxylic acid (proline) such as benzyloxyproline.

【0017】また、本発明で使用される他のカルボン酸
としては、カルボキシル基のα位又はβ位の炭素原子に
ヘテロ原子として硫黄原子又は窒素原子が結合している
非環式カルボン酸が挙げられる。前記非環式カルボン酸
としては、炭素数2〜6の脂肪族カルボン酸のカルボキ
シル基のα位の炭素原子に−SR1 基、−NR2 3
から選ばれた一つの置換基が結合している非環式α−置
換カルボン酸類、炭素数2〜6の脂肪族カルボン酸のカ
ルボキシル基のβ位の炭素原子に−SR1 基、−NR2
3 基から選ばれた一つの置換基が結合している非環式
β−置換カルボン酸類などが挙げられる(但し、R1
2 、R3 は水素又は炭素数1〜15のアルキル基、炭
素数2〜15のアルケニル基、炭素数6〜15のアリル
基、炭素数2〜15のアシル基、炭素数2〜15のカル
ボアルコキシル基を示す)。
The other carboxylic acid used in the present invention is an acyclic carboxylic acid having a sulfur atom or a nitrogen atom as a hetero atom bonded to the carbon atom at the α-position or β-position of the carboxyl group. To be As the acyclic carboxylic acid, one substituent selected from -SR 1 group and -NR 2 R 3 group is bonded to the α-position carbon atom of the carboxyl group of the aliphatic carboxylic acid having 2 to 6 carbon atoms. The acyclic α-substituted carboxylic acids, and the aliphatic carboxylic acid having 2 to 6 carbon atoms has —SR 1 group and —NR 2 at the β-position carbon atom of the carboxyl group.
Acyclic β-substituted carboxylic acids to which one substituent selected from R 3 group is bonded (provided that R 1 ,
R 2 and R 3 are hydrogen or an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 15 carbon atoms, an allyl group having 6 to 15 carbon atoms, an acyl group having 2 to 15 carbon atoms, and an alkyl group having 2 to 15 carbon atoms. Indicates a carboalkoxyl group).

【0018】炭素数2〜6の脂肪族カルボン酸のカルボ
キシル基のα位の炭素原子に前記の−SR1 基、−NR
2 3 基から選ばれた一つの置換基が結合している非環
式α−置換カルボン酸類としては、例えば、メチルチオ
酢酸、エチルチオ酢酸、α−メチルチオプロピオン酸、
α−エチルチオプロピオン酸等の非環式α−アルキルチ
オ−脂肪族カルボン酸類、N−アセチルグリシン、N−
プロピオニルグリシン、N−ベンゾイルグリシン、N−
アセチルアラニン、N−プロピオニルアラニン、N−ベ
ンゾイルアラニン等の非環式N−アシル−脂肪族−α−
アミノ酸類、N−カルボメトキシグリシン、N−カルボ
エトキシグリシン、N−カルボベンジルオキシグリシ
ン、N−カルボメトキシアラニン、N−カルボエトキシ
アラニン、N−カルボベンジルオキシアラニン等の非環
式N−カルボアルコキシル−脂肪族−α−アミノ酸類が
挙げられる。
At the carbon atom at the α-position of the carboxyl group of the aliphatic carboxylic acid having 2 to 6 carbon atoms, the aforementioned --SR 1 group, --NR
Examples of the acyclic α-substituted carboxylic acids having one substituent selected from 2 R 3 groups include methylthioacetic acid, ethylthioacetic acid, α-methylthiopropionic acid,
Acyclic α-alkylthio-aliphatic carboxylic acids such as α-ethylthiopropionic acid, N-acetylglycine, N-
Propionylglycine, N-benzoylglycine, N-
Acyclic N-acyl-aliphatic-α-, such as acetylalanine, N-propionylalanine, N-benzoylalanine
Acyclic N-carboalkoxyl-, such as amino acids, N-carbomethoxyglycine, N-carboethoxyglycine, N-carbobenzyloxyglycine, N-carbomethoxyalanine, N-carboethoxyalanine, N-carbobenzyloxyalanine Aliphatic-alpha-amino acids are mentioned.

【0019】炭素数2〜6の脂肪族カルボン酸のカルボ
キシル基のβ位の炭素原子に前記の−SR1 基、−NR
2 3 基から選ばれた一つの置換基が結合している非環
式β−置換脂肪族カルボン酸類としては、例えば、β−
メチルチオプロピオン酸、β−エチルチオプロピオン酸
等の非環式β−アルキルチオ−脂肪族カルボン酸類、N
−アセチル−β−アラニン、N−プロピオニル−β−ア
ラニン、N−ベンゾイル−β−アラニン等の非環式N−
アシル−脂肪族−β−アミノ酸類、N−カルボメトキシ
−β−アラニン、N−カルボエトキシ−β−アラニン、
N−カルボベンジルオキシ−β−アラニン等の非環式N
−カルボアルコキシル−脂肪族−β−アミノ酸類が挙げ
られる。これら非環式カルボン酸の中で特に好ましいも
のとしては、N−アセチルグリシン、N−プロピオニル
グリシン、N−ベンゾイルグリシン、N−アセチルアラ
ニン、N−プロピオニルアラニン、N−ベンゾイルアラ
ニン等の非環式N−アシル−脂肪族−α−アミノ酸類が
挙げられる。
At the β-position carbon atom of the carboxyl group of the aliphatic carboxylic acid having 2 to 6 carbon atoms, the above-mentioned --SR 1 group, --NR
Examples of the acyclic β-substituted aliphatic carboxylic acid having one substituent selected from 2 R 3 groups include, for example, β-
Acyclic β-alkylthio-aliphatic carboxylic acids such as methylthiopropionic acid and β-ethylthiopropionic acid, N
Acyclic N-, such as -acetyl-β-alanine, N-propionyl-β-alanine, N-benzoyl-β-alanine
Acyl-aliphatic-β-amino acids, N-carbomethoxy-β-alanine, N-carbethoxy-β-alanine,
Acyclic N such as N-carbobenzyloxy-β-alanine
-Carboalkoxyl-aliphatic-β-amino acids. Among these acyclic carboxylic acids, particularly preferred are acyclic N-acetylglycine, N-propionylglycine, N-benzoylglycine, N-acetylalanine, N-propionylalanine, N-benzoylalanine and the like. -Acyl-aliphatic- [alpha] -amino acids are mentioned.

【0020】前記のカルボン酸は、多量に存在させると
カルボン酸β−シアノエチルエステルの生成量が増加し
て目的の二量体選択率が低下してくるため、アクリロニ
トリルに対して通常0.0001〜5倍モル、好ましく
は0.001〜2倍モルの割合で使用することが好適で
ある。また、上記のカルボン酸は単独で使用しても、複
数の化合物を混合して使用しても差し支えない。
When the carboxylic acid is present in a large amount, the production amount of carboxylic acid β-cyanoethyl ester increases and the target dimer selectivity decreases, so that the amount of carboxylic acid is usually 0.0001 to 0.001 to acrylonitrile. It is suitable to use it in a molar ratio of 5 times, preferably 0.001 to 2 times. The above carboxylic acids may be used alone or as a mixture of a plurality of compounds.

【0021】また、本発明では、反応を温和に行うため
に、反応溶媒として、アセトニトリル、プロピオニトリ
ル等のニトリル類、ジメチルスルホキシド、テトラメチ
レンスルホキシド等のスルホキシド類、ジエチルエーテ
ル、ジイソプロピルエーテル等のエ−テル類、ヘキサ
ン、トルエン等の炭化水素類、アセトアミド、N,N−
ジメチルホルムアミド等のアミド類、塩化メチレン、ク
ロロホルム等のハロゲン化炭化水素類、酢酸メチル、酢
酸エチル等のエステル類、メタノール、エタノール等の
アルコ−ル類、及び水などの溶媒を使用することもでき
る。
In the present invention, in order to carry out the reaction mildly, as a reaction solvent, nitriles such as acetonitrile and propionitrile, sulfoxides such as dimethyl sulfoxide and tetramethylene sulfoxide, and ethers such as diethyl ether and diisopropyl ether are used. -Terones, hydrocarbons such as hexane and toluene, acetamide, N, N-
It is also possible to use amides such as dimethylformamide, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and chloroform, esters such as methyl acetate and ethyl acetate, alcohols such as methanol and ethanol, and solvents such as water. .

【0022】反応方法としては、例えば、反応容器にア
クリロニトリル、ルテニウム化合物及びカルボン酸を前
記のような割合で仕込んで攪拌下に所定の温度まで昇温
した後、所定の圧力で一定時間反応を行うことが好まし
い。このとき、反応温度は、二量体生成速度及び触媒の
失活を考慮して、通常70〜220℃、好ましくは10
0〜180℃で、反応圧力は、通常、50mmHgの減
圧下から100kg/cm2 の加圧下の範囲である。な
お、反応時間は温度、圧力、触媒量により異なるが、好
適には0.01〜30時間である。反応後、生成したア
クリロニトリル直鎖二量体は蒸留等により容易に分離精
製される。
As a reaction method, for example, acrylonitrile, a ruthenium compound and a carboxylic acid are charged in a reaction vessel in the above proportions, heated to a predetermined temperature with stirring, and then reacted at a predetermined pressure for a predetermined time. It is preferable. At this time, the reaction temperature is usually 70 to 220 ° C., preferably 10 in consideration of the dimer formation rate and the deactivation of the catalyst.
At 0 to 180 ° C., the reaction pressure is usually in the range of reduced pressure of 50 mmHg to increased pressure of 100 kg / cm 2 . The reaction time varies depending on the temperature, pressure, and amount of catalyst, but is preferably 0.01 to 30 hours. After the reaction, the formed acrylonitrile linear dimer is easily separated and purified by distillation or the like.

【0023】[0023]

【実施例】次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。なお、各実施例に示す転化率及び選択率は、それ
ぞれ下記の式により求めた。
EXAMPLES Next, the present invention will be specifically described with reference to examples. The conversion rate and selectivity shown in each example were obtained by the following equations.

【0024】[0024]

【数1】 [Equation 1]

【0025】[0025]

【数2】 [Equation 2]

【0026】[0026]

【数3】 [Equation 3]

【0027】[0027]

【数4】 [Equation 4]

【0028】実施例1 攪拌装置付きの100mlステンレス製オ−トクレ−ブ
に、アクリロニトリル15.0g(283mmol)を
入れ、次いでRuCl2 (ジメチルスルホキシド)4
37.1mg(0.0766mmol)、プロピオン酸
ナトリウム22.0mg(0.229mmol)及び2
−フランカルボン酸858mg(7.66mmol)を
加えた。オ−トクレ−ブの空間部を窒素置換した後、攪
拌しながら150℃まで昇温して、反応温度150℃、
反応圧力5kg/cm2 で6時間反応を行った。
Example 1 15.0 g (283 mmol) of acrylonitrile was placed in a 100 ml stainless steel autoclave equipped with a stirrer, and then RuCl 2 (dimethyl sulfoxide) 4 was added.
37.1 mg (0.0766 mmol), sodium propionate 22.0 mg (0.229 mmol) and 2
-858 mg (7.66 mmol) of furancarboxylic acid was added. After substituting the space of the autoclave with nitrogen, the temperature was raised to 150 ° C with stirring, and the reaction temperature was 150 ° C.
The reaction was carried out at a reaction pressure of 5 kg / cm 2 for 6 hours.

【0029】反応終了後、オ−トクレ−ブを冷却して、
反応液をガスクロマトグラフィ−で分析したところ、反
応液中には、未反応アクリロニトリル12.1g(22
8mmol)、1,4−ジシアノブテン2.22g(2
0.9mmol)、1,4−ジシアノブタジエン0.2
0g(1.9mmol)、アジポニトリル0.085g
(0.79mmol)、プロピオニトリル0.088g
(1.6mmol)及び2−フランカルボン酸β−シア
ノエチルエステル0.54g(3.3mmol)が含ま
れていた。
After the reaction was completed, the autoclave was cooled,
When the reaction solution was analyzed by gas chromatography, it was found that 12.1 g of unreacted acrylonitrile (22
8 mmol) and 2.22 g of 1,4-dicyanobutene (2
0.9 mmol), 1,4-dicyanobutadiene 0.2
0 g (1.9 mmol), adiponitrile 0.085 g
(0.79 mmol), propionitrile 0.088 g
(1.6 mmol) and 0.54 g (3.3 mmol) of 2-furancarboxylic acid β-cyanoethyl ester were included.

【0030】この結果より、アクリロニトリルの転化率
は19%で、直鎖二量体(1,4−ジシアノブテン、
1,4−ジシアノブタジエン及びアジポニトリルの合
計)の選択率は86%、プロピオニトリルの選択率は3
%、2−フランカルボン酸β−シアノエチルエステルの
選択率は6%であった。
From these results, the conversion rate of acrylonitrile was 19%, and the linear dimer (1,4-dicyanobutene,
The total selectivity of 1,4-dicyanobutadiene and adiponitrile) is 86%, and the selectivity of propionitrile is 3%.
%, The selectivity of 2-furancarboxylic acid β-cyanoethyl ester was 6%.

【0031】実施例2〜7 実施例1においてカルボン酸を表1に示すもの(7.6
6mmol)に変えたほかは、実施例1と同様に反応を
行って生成物を分析した。その結果を表1に示す。
Examples 2 to 7 Carboxylic acids shown in Table 1 in Example 1 (7.6)
6 mmol) was used, and the reaction was performed in the same manner as in Example 1 to analyze the product. The results are shown in Table 1.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明により、公知のアクリロニトリル
二量体の製造法におけるプロピオニトリル及びアクリロ
ニトリル分枝二量体の副生、更にはカルボン酸β−シア
ノエチルエステルの副生という問題を解決して、アクリ
ロニトリル直鎖二量体を高選択率で製造することができ
る。
EFFECT OF THE INVENTION The present invention solves the problem of by-production of propionitrile and acrylonitrile-branched dimer in the known method for producing acrylonitrile dimer, and further by-product of carboxylic acid β-cyanoethyl ester. , Acrylonitrile linear dimer can be produced with high selectivity.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島川 敏弘 山口県宇部市大字小串1978番地の5 宇部 興産株式会社宇部研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshihiro Shimakawa 5 1978, Kozugushi, Ube City, Yamaguchi Prefecture Ube Kosan Co., Ltd. Ube Laboratory

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アクリロニトリルの二量化により直鎖二
量体の1,4−ジシアノブテン、1,4−ジシアノブタ
ジエン及びアジポニトリルを生成させるアクリロニトリ
ル二量体の製造法において、触媒としてルテニウム化合
物を使用して、(1)5〜12員環の環式化合物の環を
形成する炭素原子にカルボキシル基又はカルボキシメチ
ル基が結合し、該炭素原子のα位の環を形成する原子が
酸素原子、硫黄原子又は窒素原子で置換されている環式
カルボン酸、又は(2)カルボキシル基のα位又はβ位
の炭素原子に硫黄原子又は窒素原子が結合している非環
式カルボン酸の存在下、アクリロニトリルを二量化する
ことを特徴とするアクリロニトリル二量体の製造法。
1. A method for producing an acrylonitrile dimer for producing a linear dimer of 1,4-dicyanobutene, 1,4-dicyanobutadiene and adiponitrile by dimerization of acrylonitrile, wherein a ruthenium compound is used as a catalyst. (1) A carboxyl group or a carboxymethyl group is bonded to a carbon atom forming a ring of a 5- to 12-membered cyclic compound, and an atom forming a ring at the α-position of the carbon atom is an oxygen atom, a sulfur atom or In the presence of a cyclic carboxylic acid substituted with a nitrogen atom, or (2) an acyclic carboxylic acid having a sulfur atom or a nitrogen atom bonded to the α- or β-position carbon atom of the carboxyl group, acrylonitrile A method for producing an acrylonitrile dimer, which comprises quantifying.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1997001531A1 (en) * 1995-06-29 1997-01-16 Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. Process for the production of acrylonitrile dimers
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