JPH07173094A - 1,3− ブタジエンのヒドロホルミル化方法 - Google Patents
1,3− ブタジエンのヒドロホルミル化方法Info
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-
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
- C07C45/49—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reaction with carbon monoxide
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-
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 1,3- ブタジエンのヒドロホルミル化方法
【構成】 少なくとも1種の水溶性ロジウム化合物と少
なくとも1種の水溶性有機ホスフインとを触媒として含
有する水溶液の存在下に、1,3- ブタジエンを60な
いし150℃および1ないし20MPaにおいてヒドロ
ホルミル化する。上記水性触媒溶液において、n- C5-
アルデヒドおよびこのn- C5-アルデヒドの二次生成物
の生成に関して反応の選択性を向上せしめるために、8
ないし11のpH- 値を維持する。
なくとも1種の水溶性有機ホスフインとを触媒として含
有する水溶液の存在下に、1,3- ブタジエンを60な
いし150℃および1ないし20MPaにおいてヒドロ
ホルミル化する。上記水性触媒溶液において、n- C5-
アルデヒドおよびこのn- C5-アルデヒドの二次生成物
の生成に関して反応の選択性を向上せしめるために、8
ないし11のpH- 値を維持する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、2- プロピルヘプタノ
ールならびにその他の有用な生成物の前駆物質を得る目
的をもって1,3- ブタジエンをヒドロホルミル化する
方法に関する。
ールならびにその他の有用な生成物の前駆物質を得る目
的をもって1,3- ブタジエンをヒドロホルミル化する
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】フタル酸でエステル化された、8ないし
10個の炭素原子を有する第一級一価アルコールは、特
にポリ塩化ビニルのための、可塑剤として大部分使用さ
れる。より短い炭素鎖を有するアルコールは、すぐれた
ゲル化能力を有する可塑剤をもたらすが、それらの揮発
性が高いという欠点がある。フタル酸エステルとしての
長鎖アルコールは、ゲル化が遅くそして低温安定性がよ
り劣っている可塑剤をもたらす。
10個の炭素原子を有する第一級一価アルコールは、特
にポリ塩化ビニルのための、可塑剤として大部分使用さ
れる。より短い炭素鎖を有するアルコールは、すぐれた
ゲル化能力を有する可塑剤をもたらすが、それらの揮発
性が高いという欠点がある。フタル酸エステルとしての
長鎖アルコールは、ゲル化が遅くそして低温安定性がよ
り劣っている可塑剤をもたらす。
【0003】フタル酸エステル可塑剤の性質は、アルコ
ール分子中の炭素鎖の長さのみならず、またその分岐度
によっても特徴づけられる。僅かしか分岐していないア
ルコールは、それらの高い低温可撓性のゆえに特別に評
価されるエステル可塑剤をもたらす。従って、分子中に
8ないし10個の炭素原子を有する実質的に直鎖状のア
ルコールは、アルコール成分として次第に重要性を増し
つつある。それらを使用するための前提条件は、それら
が多量にかつ廉価で入手されうるということである。現
在、2- エチルヘキサノールがフタル酸エステルのため
の最も重要なアルコール成分である。しかしながら、上
記の性質を有するアルコールを製造するための基剤とし
ての他の原料を見出すための努力がなされている。
ール分子中の炭素鎖の長さのみならず、またその分岐度
によっても特徴づけられる。僅かしか分岐していないア
ルコールは、それらの高い低温可撓性のゆえに特別に評
価されるエステル可塑剤をもたらす。従って、分子中に
8ないし10個の炭素原子を有する実質的に直鎖状のア
ルコールは、アルコール成分として次第に重要性を増し
つつある。それらを使用するための前提条件は、それら
が多量にかつ廉価で入手されうるということである。現
在、2- エチルヘキサノールがフタル酸エステルのため
の最も重要なアルコール成分である。しかしながら、上
記の性質を有するアルコールを製造するための基剤とし
ての他の原料を見出すための努力がなされている。
【0004】ドイツ特許明細書第2,855,421号
によれば、可塑剤として、C8-オレフインのオキソ反
応、反応生成物の水素添加および無水フタル酸を用いる
アルコールのエステル化によって得られるC9-アルコー
ルのフタル酸エステルが使用される。出発オレフインに
ついて一定の条件が要求される。それらは、イソブタン
骨格を有する化合物3ないし20重量%および第四級炭
素原子を有する化合物3重量%以下を含有すべきであ
る。オレフインの全量の90重量%以上がn- オクテン
類、モノメチルヘプテン類およびジメチルヘキセン類と
して存在すべきである。
によれば、可塑剤として、C8-オレフインのオキソ反
応、反応生成物の水素添加および無水フタル酸を用いる
アルコールのエステル化によって得られるC9-アルコー
ルのフタル酸エステルが使用される。出発オレフインに
ついて一定の条件が要求される。それらは、イソブタン
骨格を有する化合物3ないし20重量%および第四級炭
素原子を有する化合物3重量%以下を含有すべきであ
る。オレフインの全量の90重量%以上がn- オクテン
類、モノメチルヘプテン類およびジメチルヘキセン類と
して存在すべきである。
【0005】最後に、ジメチルヘキサン類に対する n-
オクテン類およびモノメチルヘプテン類の全量の重量比
は、0.8%以上であるべきである。C10- アルコール
を基礎にしたフタル酸エステルは、ヨーロッパ特許出願
第0366089号の対象である。これらのC10- アル
コールは、ブテン留分のヒドロホルミル化、得られたア
ルデヒド混合物のアルドール縮合および続いての水素化
によって得られる混合物の形で使用される。
オクテン類およびモノメチルヘプテン類の全量の重量比
は、0.8%以上であるべきである。C10- アルコール
を基礎にしたフタル酸エステルは、ヨーロッパ特許出願
第0366089号の対象である。これらのC10- アル
コールは、ブテン留分のヒドロホルミル化、得られたア
ルデヒド混合物のアルドール縮合および続いての水素化
によって得られる混合物の形で使用される。
【0006】ジデシルフタレート混合物を得るためのも
う一つの方法は、ヨーロッパ特許出願第0424767
号中に記載されている。このエステルの製造は、ブテン
混合物の二量化、ヒドロホルミル化および得られたオク
テン混合物のノナノール混合物への水素化、ノネン混合
物の生成下におけるノナノール混合物の脱水およびノネ
ン混合物のデカノール混合物への水素化よりなる多段階
法によって実施される。
う一つの方法は、ヨーロッパ特許出願第0424767
号中に記載されている。このエステルの製造は、ブテン
混合物の二量化、ヒドロホルミル化および得られたオク
テン混合物のノナノール混合物への水素化、ノネン混合
物の生成下におけるノナノール混合物の脱水およびノネ
ン混合物のデカノール混合物への水素化よりなる多段階
法によって実施される。
【0007】上記の公知の方法は、なお、工業的規模で
実施される方法の経済的ならびに技術的観点からなされ
るすべての要求事項を満たしているわけではない。すな
わち、出発物質が十分な量で入手できず、そして/また
は低廉に入手できないか、あるいは出発物質のアルコー
ルへの変換が極めて複雑な方法を必要とする。
実施される方法の経済的ならびに技術的観点からなされ
るすべての要求事項を満たしているわけではない。すな
わち、出発物質が十分な量で入手できず、そして/また
は低廉に入手できないか、あるいは出発物質のアルコー
ルへの変換が極めて複雑な方法を必要とする。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従って、低廉な原料か
ら出発して所望のアルコールおよび場合によってはその
後の有用な物質を技術的に簡単に得る方法を開発すると
いう課題があった。
ら出発して所望のアルコールおよび場合によってはその
後の有用な物質を技術的に簡単に得る方法を開発すると
いう課題があった。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも1
種の水溶性のロジウム化合物および少なくとも1種の水
溶性の有機ホスフインを含有する触媒としての水溶液の
存在下に60ないし150℃の温度および1ないし20
MPaの圧力において1,3- ブタジエンをヒドロホル
ミル化する方法に存し、上記はブタジエンの反応を上記
水溶液中で8.0ないし11.0のpH- 値において実
施することを特徴とする。
種の水溶性のロジウム化合物および少なくとも1種の水
溶性の有機ホスフインを含有する触媒としての水溶液の
存在下に60ないし150℃の温度および1ないし20
MPaの圧力において1,3- ブタジエンをヒドロホル
ミル化する方法に存し、上記はブタジエンの反応を上記
水溶液中で8.0ないし11.0のpH- 値において実
施することを特徴とする。
【0010】出発オレフインである1,3- ブタジエン
は、軽質油および高級炭化水素の熱分解によるエチレン
の製造においてかなり多量に生ずる。それは熱分解生成
物のC4 分解留分から、例えばアセトニトリル、ジメチ
ルホルムアミドまたはn- メチルピロリドンのような選
択的溶媒を用いる液- 液抽出によって単離される。この
ほかそれはブタンまたはブテンの脱水素によって容易に
得られる。
は、軽質油および高級炭化水素の熱分解によるエチレン
の製造においてかなり多量に生ずる。それは熱分解生成
物のC4 分解留分から、例えばアセトニトリル、ジメチ
ルホルムアミドまたはn- メチルピロリドンのような選
択的溶媒を用いる液- 液抽出によって単離される。この
ほかそれはブタンまたはブテンの脱水素によって容易に
得られる。
【0011】ヒドロホルミル化のためには、1,3- ブ
タジエンは、現在市販される形態で、すなわち少なくと
も99.5重量%の純度で使用される。共役ジオレフイ
ンのヒドロホルミル化は、すでに数回実施されている。
それはコバルト触媒およびロジウム触媒の影響下に進行
する。コバルトで触媒作用をされる反応は、例えば、ア
ドキンス(Adkins)およびウイリアムズ(Williams)によっ
て記載されている〔ジャーナル・オブ・オーガニック・
ケミストリー(J. Org. Chem.) 第17巻第980頁(1
952年)参照〕。それは中程度の収率で1:1のモル
比のn- およびi- バレルアルデヒドの混合物に導く。
タジエンは、現在市販される形態で、すなわち少なくと
も99.5重量%の純度で使用される。共役ジオレフイ
ンのヒドロホルミル化は、すでに数回実施されている。
それはコバルト触媒およびロジウム触媒の影響下に進行
する。コバルトで触媒作用をされる反応は、例えば、ア
ドキンス(Adkins)およびウイリアムズ(Williams)によっ
て記載されている〔ジャーナル・オブ・オーガニック・
ケミストリー(J. Org. Chem.) 第17巻第980頁(1
952年)参照〕。それは中程度の収率で1:1のモル
比のn- およびi- バレルアルデヒドの混合物に導く。
【0012】より有利なアルデヒド収率は、ロジウム触
媒の存在下の1,3- ブタジエンのヒドロホルミル化に
おいて達成される。三価のリン原子を有する多座配位子
をもつロジウムの錯化合物が有用であることが立証され
た。そのような触媒に基づく方法は、例えば、ヨーロッ
パ特許公告第33554号に記載されている。
媒の存在下の1,3- ブタジエンのヒドロホルミル化に
おいて達成される。三価のリン原子を有する多座配位子
をもつロジウムの錯化合物が有用であることが立証され
た。そのような触媒に基づく方法は、例えば、ヨーロッ
パ特許公告第33554号に記載されている。
【0013】本発明においては、1,3- ブタジエンの
ヒドロホルミル化は、不均一二相系において実施され
る。この方法の原理は、例えば、ドイツ特許明細書第
2,627,354号に記載されている。この方法は、
出発オレフインと反応生成物とを含有する一つの有機相
および触媒が溶解している一つの水性相の存在によって
特徴づけられる。配位子として水溶性の有機ホスフイン
を有する水溶性のロジウム錯化合物が触媒として使用さ
れる。上記の水溶性のホスフインには、特にスルホン酸
基またはカルボキシル基によって置換された、少なくと
も1個の有機の基を含有する、トリアルキルホスフイ
ン、トリアリールホスフイン、トリ(アルキル、アリー
ル)-ホスフインおよびアルキレンジホスフインおよびア
リールジホスフインがある。それらの製造は、公知とな
っている(例えば、ドイツ特許第2,627,354号
および東ドイツ特許第259,194号参照)。特に好
適なものは、トリフエニルホスフインの、モノ- 、ジ-
およびトリスルホネートであり、それらは個々の化合物
として、あるいは2または3個のスルホネート成分の混
合物として使用されうる。驚くべきことには、この新規
な手法によれば、反応の間、水性相中に8.0ないし1
1.0のpHを保持することによって、C5-アルデヒド
およびこれらのC5-アルデヒドの二次生成物の生成に関
して反応の選択性を著しく向上せしめることに成功す
る。ヒドロホルミル化の経過中に生ずるC5-アルデヒド
の二次生成物には、分子間縮合生成物として、2- プロ
ピルヘプタノールまで水素化されうる不飽和C10アルデ
ヒドが包含される。もう一つの二次生成物は、水の除去
および水素の付加の後に、シクロペンタンアルデヒドを
生じ、そして水素添加の後に、有機合成のための貴重な
中間体であるシクロペンタンメタノールをもたらす1,
6- ヘキサンジアールの分子内縮合生成物である。8.
5ないし9.5の範囲内のpH- 値において操作するこ
とが特に有効であることが判った。
ヒドロホルミル化は、不均一二相系において実施され
る。この方法の原理は、例えば、ドイツ特許明細書第
2,627,354号に記載されている。この方法は、
出発オレフインと反応生成物とを含有する一つの有機相
および触媒が溶解している一つの水性相の存在によって
特徴づけられる。配位子として水溶性の有機ホスフイン
を有する水溶性のロジウム錯化合物が触媒として使用さ
れる。上記の水溶性のホスフインには、特にスルホン酸
基またはカルボキシル基によって置換された、少なくと
も1個の有機の基を含有する、トリアルキルホスフイ
ン、トリアリールホスフイン、トリ(アルキル、アリー
ル)-ホスフインおよびアルキレンジホスフインおよびア
リールジホスフインがある。それらの製造は、公知とな
っている(例えば、ドイツ特許第2,627,354号
および東ドイツ特許第259,194号参照)。特に好
適なものは、トリフエニルホスフインの、モノ- 、ジ-
およびトリスルホネートであり、それらは個々の化合物
として、あるいは2または3個のスルホネート成分の混
合物として使用されうる。驚くべきことには、この新規
な手法によれば、反応の間、水性相中に8.0ないし1
1.0のpHを保持することによって、C5-アルデヒド
およびこれらのC5-アルデヒドの二次生成物の生成に関
して反応の選択性を著しく向上せしめることに成功す
る。ヒドロホルミル化の経過中に生ずるC5-アルデヒド
の二次生成物には、分子間縮合生成物として、2- プロ
ピルヘプタノールまで水素化されうる不飽和C10アルデ
ヒドが包含される。もう一つの二次生成物は、水の除去
および水素の付加の後に、シクロペンタンアルデヒドを
生じ、そして水素添加の後に、有機合成のための貴重な
中間体であるシクロペンタンメタノールをもたらす1,
6- ヘキサンジアールの分子内縮合生成物である。8.
5ないし9.5の範囲内のpH- 値において操作するこ
とが特に有効であることが判った。
【0014】本発明による方法を特徴づけるpH- 値
は、反応中の水性相、すなわち、実質的にロジウムおよ
び水溶性の有機ホスフインよりなる触媒の溶液に関連す
る。pH- 値の決定は、公知の方法で、例えば、水素電
極を用いて実施される。
は、反応中の水性相、すなわち、実質的にロジウムおよ
び水溶性の有機ホスフインよりなる触媒の溶液に関連す
る。pH- 値の決定は、公知の方法で、例えば、水素電
極を用いて実施される。
【0015】pH- 値は、通常弱アルカリ性ないし弱酸
性の触媒溶液に塩基性試薬を添加することによって調整
される。そのために好適な化合物は、アルカリ金属水酸
化物、アルカリ金属炭酸塩、および更にアンモニアまた
はアミンである。上記溶液のアルカリ性が維持されるべ
きpH- 値の範囲を超えている場合には、リン酸または
硫酸のような無機酸もしくはアルカリ金属の硫酸水素塩
のような多価の無機酸の塩酸、あるいは水溶性の有機
酸、例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸が所望のpH- 値
が達成されるまで溶液に添加される。pH範囲の正確な
調整および長い反応期間にわたってその一定性を保証す
る緩衝液を使用することもまた有効であることが判っ
た。必要とされるpH- 値に対応して、緩衝混合物とし
て、例えば、ホウ砂 -HCl、ホウ砂- NaOH、Na
HCO3-NaOH、H3 BO3 /KCl- NaOHが好
適である。
性の触媒溶液に塩基性試薬を添加することによって調整
される。そのために好適な化合物は、アルカリ金属水酸
化物、アルカリ金属炭酸塩、および更にアンモニアまた
はアミンである。上記溶液のアルカリ性が維持されるべ
きpH- 値の範囲を超えている場合には、リン酸または
硫酸のような無機酸もしくはアルカリ金属の硫酸水素塩
のような多価の無機酸の塩酸、あるいは水溶性の有機
酸、例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸が所望のpH- 値
が達成されるまで溶液に添加される。pH範囲の正確な
調整および長い反応期間にわたってその一定性を保証す
る緩衝液を使用することもまた有効であることが判っ
た。必要とされるpH- 値に対応して、緩衝混合物とし
て、例えば、ホウ砂 -HCl、ホウ砂- NaOH、Na
HCO3-NaOH、H3 BO3 /KCl- NaOHが好
適である。
【0016】当業者の見解によれば、ロジウムヒドリド
カルボニルの存在は、触媒の活性にとって決定的である
が、アルカリ性溶液中に存在する触媒の活性は、損なわ
れない。pH- 値は、ブタジエンの反応の速度および程
度にもまたなんら影響を与えない。得られるC5-および
C10- アルデヒドの全量は、ほぼ同量のままである。
カルボニルの存在は、触媒の活性にとって決定的である
が、アルカリ性溶液中に存在する触媒の活性は、損なわ
れない。pH- 値は、ブタジエンの反応の速度および程
度にもまたなんら影響を与えない。得られるC5-および
C10- アルデヒドの全量は、ほぼ同量のままである。
【0017】一次生成物、C5-アルデヒドおよび二次生
成物C10- アルデヒドの比のみは、pHの上昇に伴って
C10- アルデヒドの方に変動する。しかしながら、11
またはそれ以上のpHを有する触媒溶液が使用される場
合には、二次生成物の生成が著しく減少する。
成物C10- アルデヒドの比のみは、pHの上昇に伴って
C10- アルデヒドの方に変動する。しかしながら、11
またはそれ以上のpHを有する触媒溶液が使用される場
合には、二次生成物の生成が著しく減少する。
【0018】触媒溶液は、予め成形されて反応系に添加
されうる。しかしながら、同様にすぐれた結果をもっ
て、ロジウムまたは少なくとも1種のロジウム化合物お
よび少なくとも1種の水溶性有機ホスフインから反応条
件下に反応混合物においても製造されうる。微細粒子状
の金属ロジウムのほかに、ロジウム源として塩化ロジウ
ム、硫酸ロジウム、酢酸ロジウムのような水溶性ロジウ
ム塩あるいは2- エチルヘキサン酸ロジウムまたは酸化
ロジウムのような水に難溶性または不溶性の化合物を使
用しうる。ロジウムおよびロジウム化合物のみならず、
また水溶性のホスフインもまた純物質としてまたは2種
またはそれ以上の成分の混合物として使用されうる。
されうる。しかしながら、同様にすぐれた結果をもっ
て、ロジウムまたは少なくとも1種のロジウム化合物お
よび少なくとも1種の水溶性有機ホスフインから反応条
件下に反応混合物においても製造されうる。微細粒子状
の金属ロジウムのほかに、ロジウム源として塩化ロジウ
ム、硫酸ロジウム、酢酸ロジウムのような水溶性ロジウ
ム塩あるいは2- エチルヘキサン酸ロジウムまたは酸化
ロジウムのような水に難溶性または不溶性の化合物を使
用しうる。ロジウムおよびロジウム化合物のみならず、
また水溶性のホスフインもまた純物質としてまたは2種
またはそれ以上の成分の混合物として使用されうる。
【0019】水性触媒溶液中のロジウムの濃度は、この
水性触媒溶液を基準にして20ないし2,000重量p
pm、好ましくは50ないし700ppmである。ロジ
ウム1molあたり、水溶性ホスフインの形のリン4な
いし100molが使用される。15:1以上のホスフ
イン/ロジウム比が枝分れした一次生成物の生成を抑制
し、そしてジアルデヒドの生成を促進する。このホスフ
イン/ロジウム比は、またC10- アルデヒドの生成にも
影響を及ぼす。P:Rhのモル比が30:1以下では、
アルドール縮合生成物は、僅かしか生成しない。枝なし
モノアルデヒドおよびその分子間アルドール縮合生成物
の全量は、P/Rh比によってほとんど影響されない。
水性触媒溶液を基準にして20ないし2,000重量p
pm、好ましくは50ないし700ppmである。ロジ
ウム1molあたり、水溶性ホスフインの形のリン4な
いし100molが使用される。15:1以上のホスフ
イン/ロジウム比が枝分れした一次生成物の生成を抑制
し、そしてジアルデヒドの生成を促進する。このホスフ
イン/ロジウム比は、またC10- アルデヒドの生成にも
影響を及ぼす。P:Rhのモル比が30:1以下では、
アルドール縮合生成物は、僅かしか生成しない。枝なし
モノアルデヒドおよびその分子間アルドール縮合生成物
の全量は、P/Rh比によってほとんど影響されない。
【0020】1,3- ブタジエンのヒドロホルミル化
は、60ないし150℃、好ましくは90ないし120
℃の温度において起る。上記の範囲内の比較的高い温度
がジアルデヒドの生成を促進する。約120℃以上で
は、C5-アルデヒドおよびそれらの分子間アルドール縮
合生成物の生成は減少する。
は、60ないし150℃、好ましくは90ないし120
℃の温度において起る。上記の範囲内の比較的高い温度
がジアルデヒドの生成を促進する。約120℃以上で
は、C5-アルデヒドおよびそれらの分子間アルドール縮
合生成物の生成は減少する。
【0021】1,3- ブタジエンのヒドロホルミル化
は、好ましくは1ないし10MPaの圧力において実施
される。上記の範囲内の比較的低い圧力は、優勢的にC
5-アルデヒドの生成をもたらすが、転化率を損なう。1
0MPa以上の圧力は、アルドール縮合を促進する。
は、好ましくは1ないし10MPaの圧力において実施
される。上記の範囲内の比較的低い圧力は、優勢的にC
5-アルデヒドの生成をもたらすが、転化率を損なう。1
0MPa以上の圧力は、アルドール縮合を促進する。
【0022】水性アルカリ性触媒溶液に相間移動試薬
(可溶化剤)を添加するならば、単位時間あたりのブタ
ジエンの転化率およびC5-アルデヒドのC10- アルデヒ
ドへの縮合が著しく増大する。それは2つの液体相の間
の界面の物理的性質を変化させ、そして水性触媒相中へ
の有機反応体の移動を容易にする。
(可溶化剤)を添加するならば、単位時間あたりのブタ
ジエンの転化率およびC5-アルデヒドのC10- アルデヒ
ドへの縮合が著しく増大する。それは2つの液体相の間
の界面の物理的性質を変化させ、そして水性触媒相中へ
の有機反応体の移動を容易にする。
【0023】可溶化剤としては、その親水基がイオン性
(陰イオン性または陽イオン性)であるかまたは非イオ
ン性である化合物が知られている。陰イオン活性化合物
には、8ないし20個の炭素原子を有するカルボン酸、
特に12ないし18個の炭素原子を有する飽和脂肪酸の
ナトリウム塩、カリウム塩またはアンモニウム塩、更に
アルキルサルフエート、アルキルベンゼンスルホネート
およびアルキルベンゼンホスフエートがある。陽イオン
性可溶化剤の例は、テトラアルキルアンモニウム塩およ
びN- アルキルピリジニウム塩である。非イオン性相間
移動試薬は、水溶液中でイオンに解離しない。これらに
は、アルキルポリエチレングリコール、アルキルフエニ
ルポリエチレングリコール、脂肪酸アルキロールアミド
およびトリアルキルアミンオキシドがある。最後に、ア
ミノカルボン酸、ベタインおよびスルホベタインのよう
な両性電解質もまた可溶化剤として使用される。
(陰イオン性または陽イオン性)であるかまたは非イオ
ン性である化合物が知られている。陰イオン活性化合物
には、8ないし20個の炭素原子を有するカルボン酸、
特に12ないし18個の炭素原子を有する飽和脂肪酸の
ナトリウム塩、カリウム塩またはアンモニウム塩、更に
アルキルサルフエート、アルキルベンゼンスルホネート
およびアルキルベンゼンホスフエートがある。陽イオン
性可溶化剤の例は、テトラアルキルアンモニウム塩およ
びN- アルキルピリジニウム塩である。非イオン性相間
移動試薬は、水溶液中でイオンに解離しない。これらに
は、アルキルポリエチレングリコール、アルキルフエニ
ルポリエチレングリコール、脂肪酸アルキロールアミド
およびトリアルキルアミンオキシドがある。最後に、ア
ミノカルボン酸、ベタインおよびスルホベタインのよう
な両性電解質もまた可溶化剤として使用される。
【0024】特に、一般式〔A- N(R1 R2 R3)〕+
E- (ここに、Aは6ないし25個の炭素原子を有する
直鎖状または枝分れ鎖状アルキル基であり、R1,R2 お
よびR3 は同一かまたは相異なるものであって、1ない
し5個の炭素原子を有する直鎖状または枝分れ鎖状アル
キル基であり、そしてEは陰イオン特にサルフエート、
テトラフルオロボレート、アセテート、メトスルフエー
ト、ベンゼンスルホネート、アルキルベンゼンスルホネ
ート、トルエンスルホネート、ラクテートまたはシトレ
ートである)で表される陽イオン性可溶化剤が有用であ
ることが判明した。
E- (ここに、Aは6ないし25個の炭素原子を有する
直鎖状または枝分れ鎖状アルキル基であり、R1,R2 お
よびR3 は同一かまたは相異なるものであって、1ない
し5個の炭素原子を有する直鎖状または枝分れ鎖状アル
キル基であり、そしてEは陰イオン特にサルフエート、
テトラフルオロボレート、アセテート、メトスルフエー
ト、ベンゼンスルホネート、アルキルベンゼンスルホネ
ート、トルエンスルホネート、ラクテートまたはシトレ
ートである)で表される陽イオン性可溶化剤が有用であ
ることが判明した。
【0025】ヒドロホルミル化の際に生ずる反応混合物
は、簡単な相分離によって触媒から分離される。水性触
媒溶液は、場合によっては、再生しそしてロジウムおよ
び/またはホスフイン濃度を調整した後に再び使用され
うる。有機相は、蒸留によって各成分に分けられ、それ
らはそのままで使用されるかまたは更に処理される。C
10- アルデヒド留分は、直接2- プロピルヘプタノール
まで水素添加されうる。C5- アルデヒドは、混合物と
して好ましくはアルドールに変換される。反応は、通常
の方法で塩基性触媒の影響下に進行する。触媒として
は、アルカリ金属炭酸塩またはアルカリ金属水酸化物、
特にナトリウムまたはカリウムの化合物およびアミン、
好ましくはトリエチルアミン、トリ -n- プロピルアミ
ン、トリ -n- ブチルアミンのような第三アミンであ
る。60ないし160℃、特に80ないし130℃の温
度および常圧または約1MPaまでの高められた圧力に
おいて操作される。反応時間は、数分間ないし数時間で
あり、特に触媒の型および反応温度に依存する。それら
の比較的高い反応速度のゆえに、n- C5-アルデヒド
は、特にそれら自体とまたは異性体のC5-アルデヒドと
C10- アルデヒドへと二量化するが、それに対して枝分
れしたC5-アルデヒドの相互の縮合は、全く現れない。
異性体C10- アルデヒドは、対応する飽和アルコールへ
と水素添加される。この反応に適した水素化触媒は、ニ
ッケル、クロムまたは銅に基くものである。通常、水素
化温度は、100ないし180℃であり、そして圧力は
1ないし10MPaである。異性体C10- アルコールの
混合物は、精製のために蒸留される。ヒドロホルミル化
段階から直接に、あるいはC5-アルデヒドのアルドール
縮合からというそれらの由来に関係なく、それらは可塑
剤として使用されるフタル酸エステルの製造は知られて
いる〔ウルマン編工業化学百科事典(Ullmann,Encyclopa
edie der Technischen Chemie(1979))第18巻
第536頁以下参照〕。好ましくは、無水フタル酸をデ
シルアルコール混合物と1:2のモル比で単一段階にお
いて反応せしめる。反応速度は触媒によりそして/また
は反応温度を上昇せしめにことによって増大されうる。
エステル生成の方向における平衡を移動せしめるために
は、生成した水を反応混合物から除去することが必要で
ある。
は、簡単な相分離によって触媒から分離される。水性触
媒溶液は、場合によっては、再生しそしてロジウムおよ
び/またはホスフイン濃度を調整した後に再び使用され
うる。有機相は、蒸留によって各成分に分けられ、それ
らはそのままで使用されるかまたは更に処理される。C
10- アルデヒド留分は、直接2- プロピルヘプタノール
まで水素添加されうる。C5- アルデヒドは、混合物と
して好ましくはアルドールに変換される。反応は、通常
の方法で塩基性触媒の影響下に進行する。触媒として
は、アルカリ金属炭酸塩またはアルカリ金属水酸化物、
特にナトリウムまたはカリウムの化合物およびアミン、
好ましくはトリエチルアミン、トリ -n- プロピルアミ
ン、トリ -n- ブチルアミンのような第三アミンであ
る。60ないし160℃、特に80ないし130℃の温
度および常圧または約1MPaまでの高められた圧力に
おいて操作される。反応時間は、数分間ないし数時間で
あり、特に触媒の型および反応温度に依存する。それら
の比較的高い反応速度のゆえに、n- C5-アルデヒド
は、特にそれら自体とまたは異性体のC5-アルデヒドと
C10- アルデヒドへと二量化するが、それに対して枝分
れしたC5-アルデヒドの相互の縮合は、全く現れない。
異性体C10- アルデヒドは、対応する飽和アルコールへ
と水素添加される。この反応に適した水素化触媒は、ニ
ッケル、クロムまたは銅に基くものである。通常、水素
化温度は、100ないし180℃であり、そして圧力は
1ないし10MPaである。異性体C10- アルコールの
混合物は、精製のために蒸留される。ヒドロホルミル化
段階から直接に、あるいはC5-アルデヒドのアルドール
縮合からというそれらの由来に関係なく、それらは可塑
剤として使用されるフタル酸エステルの製造は知られて
いる〔ウルマン編工業化学百科事典(Ullmann,Encyclopa
edie der Technischen Chemie(1979))第18巻
第536頁以下参照〕。好ましくは、無水フタル酸をデ
シルアルコール混合物と1:2のモル比で単一段階にお
いて反応せしめる。反応速度は触媒によりそして/また
は反応温度を上昇せしめにことによって増大されうる。
エステル生成の方向における平衡を移動せしめるために
は、生成した水を反応混合物から除去することが必要で
ある。
【0026】
【実施例】以下の実施例は、本発明を更に詳細に説明す
るものであるが、記載された具体化例に限定することを
意図するものではない。
るものであるが、記載された具体化例に限定することを
意図するものではない。
【0027】すべての例において、実験の実施は同じ方
法で行われる。125mlのステンレス鋼製のオートク
レーブ内に、アルゴン雰囲気中でロジウム16.4mg
(Rh410ppmに相当する2- エチルヘキサン酸ロ
ジウムまたは硫酸ロジウムの形のもの)および種々の量
のトリス(m- スルホナトフエニル)ホスフイン三ナト
リウム塩を含有する水性触媒溶液40gを導入し、そし
てそのpH値を、別段記載のない限り、炭酸ナトリウム
または硫酸をそれぞれ添加することによって調整する。
触媒溶液は、合成ガス(容量比CO/H2 =1:1)を
用いて110℃および10MPaの圧力において90分
間処理される。予備成形された触媒に対して、それぞれ
の場合に1,3- ブタジエン20gを添加し、合成ガス
を用いて所望の反応圧力に調整し、そして12時間反応
せしめるか反応の終了後、触媒と生成物相とを分離す
る。触媒相を各回エーテル15ml宛を用いて3回抽出
する。生成物相およびエーテル抽出物を一緒にし、硫酸
ナトリウムで乾燥し、そして140℃および20MPa
においてPt- 活性炭触媒(Pt10重量%)の存在下
に12時間水素化する。水素化生成物をガスクロマトグ
ラフィーによって分析する。
法で行われる。125mlのステンレス鋼製のオートク
レーブ内に、アルゴン雰囲気中でロジウム16.4mg
(Rh410ppmに相当する2- エチルヘキサン酸ロ
ジウムまたは硫酸ロジウムの形のもの)および種々の量
のトリス(m- スルホナトフエニル)ホスフイン三ナト
リウム塩を含有する水性触媒溶液40gを導入し、そし
てそのpH値を、別段記載のない限り、炭酸ナトリウム
または硫酸をそれぞれ添加することによって調整する。
触媒溶液は、合成ガス(容量比CO/H2 =1:1)を
用いて110℃および10MPaの圧力において90分
間処理される。予備成形された触媒に対して、それぞれ
の場合に1,3- ブタジエン20gを添加し、合成ガス
を用いて所望の反応圧力に調整し、そして12時間反応
せしめるか反応の終了後、触媒と生成物相とを分離す
る。触媒相を各回エーテル15ml宛を用いて3回抽出
する。生成物相およびエーテル抽出物を一緒にし、硫酸
ナトリウムで乾燥し、そして140℃および20MPa
においてPt- 活性炭触媒(Pt10重量%)の存在下
に12時間水素化する。水素化生成物をガスクロマトグ
ラフィーによって分析する。
【0028】各例において、下記の略語が使用されてい
る: n- ペンタノール n- P 2- メチルブタノール 2- MB シクロペンタンメタノール CPM 2- プロピルヘプタノール PH 例1 反応条件:120;20MPa;水性/有機相(容量
比)=2:1;CO/H2(容量比)=1:1;水性相
のpH- 値:9。
る: n- ペンタノール n- P 2- メチルブタノール 2- MB シクロペンタンメタノール CPM 2- プロピルヘプタノール PH 例1 反応条件:120;20MPa;水性/有機相(容量
比)=2:1;CO/H2(容量比)=1:1;水性相
のpH- 値:9。
【0029】 P:Rh n- P 2- MB CPM PH (n- P+PH) 実験 (mol)(重量%)(重量%)(重量%)(重量%) (重量%) 1/1 15:1 45 4 7 9 54 1/2 30:1 48 5 9 10 58 1/3 40:1 48 4 8 13 61 1/4 60:1 38 4 7 20 58 1/5 80:1 42 3 8 18 60 例2 反応条件:120℃;120℃;20MPa;P/Rh
(mol)=60:1;水性/有機相(容量比)=2:
1;CO/H2 O(容量比)=1:1。
(mol)=60:1;水性/有機相(容量比)=2:
1;CO/H2 O(容量比)=1:1。
【0030】 pH n- P 2- MB CPM PH (n- P+PH) 実験 (重量%)(重量%) (重量%)(重量%) (重量%) 2/1 3 61 4 8 7 68 2/2 7 47 3 9 8 55 2/3 9 36 3 8 23 60 2/4 11 55 4 8 11 66 例3 反応条件:20MPa;P/Rh(容量比)=60:
1;水性/有機相(容量比)=2:1;CO/H2 (容
量比)=1:1;水性相のpH- 値=9。
1;水性/有機相(容量比)=2:1;CO/H2 (容
量比)=1:1;水性相のpH- 値=9。
【0031】 温度 n- P 2- MB CPM PH (n- P+PH) 実験 (℃) (重量%)(重量%)(重量%)(重量%) (重量%) 3/1 100 31 2 5 27 58 3/2 120 36 3 8 23 59 3/3 140 29 3 8 7 36 例4 反応条件:120℃;P/Rh(容量比)=60:1;
水性/有機相(容量比)=2:1;水性相のpH- 値=
9。
水性/有機相(容量比)=2:1;水性相のpH- 値=
9。
【0032】 圧力 n- P 2- MB CPM PH (n- P+PH) 実験 (MPa)(重量%)(重量%)(重量%)(重量%) (重量%) 4/1 4.0 57 2 12 8 65 4/2 6.0 67 4 10 10 77 4/3 8.0 55 3 9 13 68 4/4 12.0 49 4 8 18 67 4/5 16.0 28 2 6 23 51 4/6 20.0 36 3 8 23 59 4/7 26.0 52 3 8 15 67 例5 反応条件:100℃;5.5MPa;P/Rh(容量
比)=60:1;水性/有機相(容量比)=2:1;C
O/H2 (容量比)=1:1。
比)=60:1;水性/有機相(容量比)=2:1;C
O/H2 (容量比)=1:1。
【0033】 pH n- P 2- MB CPM PH (n- P+PH) 実験 (重量%)(重量%)(重量%)(重量%) (重量%) 5/1 9 33 2 4 25 58 5/2 9 26 2 4 32 58 5/3 11 49 2 1 19 68 5/4 11 53 2 1 22 75 これらの実験の結果は、アルドール化生成物である2-
プロピルヘプテナールについての反応の選択性は、5M
Pa付近の圧力においてさえ満足すべきものであること
を示している。このアルドール縮合生成物への選択性
は、弱アルカリ性からより強いアルカリ領域に移動する
につれて減少する。 例6 反応条件:100℃;5.5MPa;P/Rh(容量
比)=60:1;水性/有機相(容量比)=2:1;C
O/H2 (容量比)=1:1;水性相のpH- 値:9
(実験6/2ないし6/4においては、H3 BO3 /K
Cl- NaOH緩衝液を用いて調整される);DTA
B:ドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド。
プロピルヘプテナールについての反応の選択性は、5M
Pa付近の圧力においてさえ満足すべきものであること
を示している。このアルドール縮合生成物への選択性
は、弱アルカリ性からより強いアルカリ領域に移動する
につれて減少する。 例6 反応条件:100℃;5.5MPa;P/Rh(容量
比)=60:1;水性/有機相(容量比)=2:1;C
O/H2 (容量比)=1:1;水性相のpH- 値:9
(実験6/2ないし6/4においては、H3 BO3 /K
Cl- NaOH緩衝液を用いて調整される);DTA
B:ドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド。
【0034】 界面 緩衝液 n- P 2- MB CPM PH (n-P+PH) 実験 活性剤 (重量%)(重量%)(重量%)(重量%)(重量%) 6/1 DTAB − 24 2 8 20 44 6/2 − + 27 2 4 19 46 6/3 − + 32 2 5 18 50 6/4 DTAB + 22 3 7 29 51 これらの結果は、直鎖状C5-アルデヒドおよびそのアル
ドール縮合二次生成物の生成に関する反応の選択性は、
界面活性剤または緩衝混合物の添加の下に実施される場
合には、低下することを示している。
ドール縮合二次生成物の生成に関する反応の選択性は、
界面活性剤または緩衝混合物の添加の下に実施される場
合には、低下することを示している。
【0035】下記の実験は、触媒溶液に界面活性剤が添
加された場合の単位時間あたりの転化率の増大を示す。 圧力低下/MPa 反応時間/h 界面活性剤添加なし 界面活性剤添加あり 1 0.7 2.0 2 1.3 3.1 4 2.8 4.9 8 4.3 6.0 12 5.1 6.3 例7(比較例) この比較例は、1- ブテンは本発明による条件下のヒド
ロホルミル化においては1,3- ブタジエンとは全く異
なる挙動を示すことを示している。水素化された反応生
成物は、実質的にn- ペンタノールよりなり、そして2
- プロピルヘプタノールを極めて少量しか含有しない。 反応条件:100℃;5.5MPa;P/Rh(容量
比)=60:1;水性/有機相(容量比)=2:1;C
O/H2 (容量比)=1:1;水性相のpH- 値:9。
加された場合の単位時間あたりの転化率の増大を示す。 圧力低下/MPa 反応時間/h 界面活性剤添加なし 界面活性剤添加あり 1 0.7 2.0 2 1.3 3.1 4 2.8 4.9 8 4.3 6.0 12 5.1 6.3 例7(比較例) この比較例は、1- ブテンは本発明による条件下のヒド
ロホルミル化においては1,3- ブタジエンとは全く異
なる挙動を示すことを示している。水素化された反応生
成物は、実質的にn- ペンタノールよりなり、そして2
- プロピルヘプタノールを極めて少量しか含有しない。 反応条件:100℃;5.5MPa;P/Rh(容量
比)=60:1;水性/有機相(容量比)=2:1;C
O/H2 (容量比)=1:1;水性相のpH- 値:9。
【0036】 n- P 2- MB PH 実験 (重量%) (重量%) (重量%) 7/1 91 4 1 7/2 93 4 0.4
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C07B 61/00 300
Claims (9)
- 【請求項1】 少なくとも1種の水溶性のロジウム化合
物および少なくとも1種の水溶性の有機ホスフインを含
有する触媒としての水溶液の存在下に60ないし150
℃の温度および1ないし20MPaの圧力において1,
3- ブタジエンをヒドロホルミル化する方法において、
上記ブタジエンの反応を上記水溶液中で8.0ないし1
1.0のpH- 値において実施することを特徴とする上
記1,3- ブタジエンのヒドロホルミル化方法。 - 【請求項2】 水溶液中のpH- 値が8.5ないし9.
5である請求項1による方法。 - 【請求項3】 pH- 値の調整を緩衝混合物を用いて実
施する請求項1または2による方法。 - 【請求項4】 反応を90ないし120℃の温度におい
て行う請求項1〜3のうちのいずれか一つによる方法。 - 【請求項5】 反応を1ないし10MPaの圧力におい
て実施する請求項1〜4のうちのいずれか一つによる方
法。 - 【請求項6】 水性触媒溶液中のロジウム濃度が上記水
性触媒溶液を基準にして20ないし2000重量pp
m、好ましくは50ないし700重量ppmである請求
項1〜5のうちのいずれか一つによる方法。 - 【請求項7】 水溶液中にロジウム1molあたりリン
4ないし100mol、好ましくは10ないし60mo
lが存在する請求項1〜6のうちのいずれか一つによる
方法。 - 【請求項8】 水溶性のホスフインとして、少なくとも
1個のスルホン酸基または少なくとも1個のカルボキシ
ル基を含有するトリアリールホスフイン、トリアルキル
ホスフイン、トリ(アルキル- アリール)ホスフイン、
アルキレンジホスフインまたはアリールジホスフインを
使用する請求項1〜7のうちのいずれか一つによる方
法。 - 【請求項9】 水性溶液が可溶化剤を含有する請求項1
〜8のうちのいずれか一つによる方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4330489A DE4330489A1 (de) | 1993-09-09 | 1993-09-09 | Verfahren zur Hydroformylierung von Butadien-1,3 |
DE4330489:3 | 1993-09-09 |
Publications (2)
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