JPH07258163A - Production of glyoxylic acid ester - Google Patents

Production of glyoxylic acid ester

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JPH07258163A
JPH07258163A JP6056140A JP5614094A JPH07258163A JP H07258163 A JPH07258163 A JP H07258163A JP 6056140 A JP6056140 A JP 6056140A JP 5614094 A JP5614094 A JP 5614094A JP H07258163 A JPH07258163 A JP H07258163A
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acid ester
glycolic acid
copper
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浩一 平井
Yasuo Nakamura
靖夫 中村
Kiyotaka Yoshii
清隆 吉井
Yasunori Fukuda
康法 福田
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Abstract

PURPOSE:To obtain the compound useful as an intermediate, etc., for medicines and agrochemicals at a high production rate by catalytically reacting a glycolic acid ester with molecular oxygen in the vapor phase using a novel catalyst. CONSTITUTION:This method for producing a glyoxylic acid ester is to react a glycolic acid ester (preferably methyl glycolate or ethyl glycolate) with molecular oxygen (usually air) in the vapor phase in the presence of an unsupported phosphoric acid catalyst (preferably powder having 20-100mum grain diameter or a molding having a particle size of 4-200 mesh. The catalyst is obtained by adding, e.g. water to copper phosphate and drying the resultant slurry at 110 deg.C. Furthermore, the reaction is preferably carried out by feeding the glycolic acid ester at a flow rate of 0.2-3g/hr based on 1g catalyst and the molecular oxygen at 0.5-3molar ratio to the glycolic acid ester at a flow rate of 1-15ml/min based on 1g catalyst to a reactor filled with the catalyst under conditions of 200-350 deg.C and normal pressure to 5kg/cm<2>.

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、新規な触媒を用いて、
グリコール酸エステルと分子状酸素を気相接触反応させ
ることにより、グリオキシル酸エステルを製造する方法
に関する。グリオキシル酸エステルは、洗剤用ビルダー
やバニリンの原料、及び医農薬やポリマーの中間体など
として非常に有用な化合物である。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention uses a novel catalyst to
The present invention relates to a method for producing a glyoxylic acid ester by subjecting a glycolic acid ester and molecular oxygen to a gas phase catalytic reaction. Glyoxylic acid ester is a very useful compound as a builder for detergents, a raw material for vanillin, and an intermediate for medicines and agricultural chemicals and polymers.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、グリオキシル酸エステルの製造方
法としては、各種触媒の存在下、グリコール酸エステル
と分子状酸素を気相接触反応させる方法が知られてい
る。例えば、アメリカ特許第4340748号には、バ
ナジウム、モリブデン、銀、銅のうちの少なくとも一種
の元素と、スズ、アンチモン、ビスマス、周期律表第1
主族元素、第2主族元素のうちの少なくとも一種の元素
とを含有する触媒を用いる方法が開示されているが、生
成速度(空時収量)が低く、フィードされるガス量も非
常に多いために生産性が高くないという問題がある。更
に、この特許には周期律表第3族から第5族の主族元素
が有効であるということも記載されているが、具体的に
は何ら例示されていない。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for producing a glyoxylic acid ester, there has been known a method in which a glycolic acid ester and a molecular oxygen are subjected to a gas phase catalytic reaction in the presence of various catalysts. For example, in U.S. Pat. No. 4,340,748, at least one element selected from vanadium, molybdenum, silver, and copper, tin, antimony, bismuth, and periodic table 1
A method of using a catalyst containing at least one element of the main group element and the second main group element is disclosed, but the production rate (space-time yield) is low, and the amount of fed gas is very large. Therefore, there is a problem that productivity is not high. Further, this patent also describes that the main group elements of Groups 3 to 5 of the Periodic Table are effective, but it is not specifically exemplified.

【0003】特開昭60−152442号公報には無担
持金属銀を触媒として用いる方法が開示されているが、
この方法ではグリオキシル酸エステルの選択率を上げる
ためにグリコール酸エステルの転化率を抑える必要があ
り、グリオキシル酸エステルの収率は、最高でもグリコ
ール酸エステル転化率約69%、グリオキシル酸エステ
ル選択率約89%から求められる62%程度で、低いも
のであった。特開昭61−97247号公報にはα−ケ
トン酸エステルの製造法として銀とリン化合物を含有す
る触媒を用いる方法が開示されているが、この方法にお
いても、グリコール酸エステル転化率は95%と高いも
ののグリオキシル酸エステルの選択率が約8%と低く、
同様にグリオキシル酸エステルの収率が低いという問題
が存在していた。このように、グリオキシル酸エステル
の製造においては触媒として有効な元素にリンを添加す
る効果が全く認められていなかった。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-152442 discloses a method of using unsupported metallic silver as a catalyst.
In this method, it is necessary to suppress the conversion rate of the glycolic acid ester in order to increase the selectivity of the glyoxylic acid ester, and the yield of the glyoxylic acid ester is about 69% at the maximum, and the glyoxylic acid ester selectivity is about 69%. It was about 62%, which was calculated from 89%, which was low. Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-97247 discloses a method of using a catalyst containing a silver compound and a phosphorus compound as a method for producing an α-ketone acid ester. In this method as well, the glycolic acid ester conversion rate is 95%. Although it is high, the selectivity of glyoxylic acid ester is low at about 8%,
Similarly, there is a problem that the yield of glyoxylic acid ester is low. Thus, in the production of glyoxylic acid ester, the effect of adding phosphorus to the element effective as a catalyst has not been recognized at all.

【0004】一方、特開平2−91046号公報にはα
−アルミナ担体にリン酸第二鉄を担持した触媒を用いる
方法が開示されているが、この方法では、グリコール酸
エステル転化率とグリオキシル酸エステルの選択率から
求められるグリオキシル酸エステルの収率が余り高くな
い上にガス流量も多く、更に、触媒調製には煩雑な前処
理が、そして反応装置には反応器の前に予備加熱装置が
必要とされるという問題がある。
On the other hand, in Japanese Patent Laid-Open No. 2-91046, α
-A method of using a catalyst in which ferric phosphate is supported on an alumina carrier is disclosed, but in this method, the yield of glyoxylic acid ester obtained from the conversion rate of glycolic acid ester and the selectivity of glyoxylic acid ester is not sufficient. In addition to being not high, the gas flow rate is large, and further, there is a problem that a complicated pretreatment is required for catalyst preparation, and that the reactor requires a preheating device before the reactor.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、グリコール
酸エステルと分子状酸素を気相接触反応させて、グリオ
キシル酸エステルを、グリコール酸エステルの転化率を
上げて高選択率で(即ち、高収率で)、しかも高い生成
速度(空時収量)で製造できる方法を提供することを目
的とするものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION According to the present invention, a glycolic acid ester and a molecular oxygen are subjected to a gas phase catalytic reaction to give a glyoxylic acid ester at a high selectivity (ie, a high selectivity) by increasing the conversion rate of the glycolic acid ester. It is an object of the present invention to provide a method which can be produced with a high yield (space-time yield).

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、無担持
リン酸銅触媒の存在下、グリコール酸エステルと分子状
酸素を気相で反応させることを特徴とするグリオキシル
酸エステルの製造方法によって達成される。
The object of the present invention is to provide a method for producing a glyoxylic acid ester, which comprises reacting a glycolic acid ester with molecular oxygen in a gas phase in the presence of an unsupported copper phosphate catalyst. To be achieved.

【0007】以下に本発明を詳しく説明する。本発明で
使用されるグリコール酸エステルとしては、グリコール
酸と炭素数1〜6の脂肪族低級アルコールとのエステル
が挙げられる。具体的には、グリコール酸メチル、グリ
コール酸エチル、グリコール酸n−プロピル、グリコー
ル酸i−プロピル、グリコール酸n−ブチル、グリコー
ル酸n−ペンチル、グリコール酸n−ヘキシル等を挙げ
ることができるが、中でもグリコール酸メチル、グリコ
ール酸エチルが好ましい。
The present invention will be described in detail below. Examples of the glycolic acid ester used in the present invention include esters of glycolic acid and an aliphatic lower alcohol having 1 to 6 carbon atoms. Specific examples thereof include methyl glycolate, ethyl glycolate, n-propyl glycolate, i-propyl glycolate, n-butyl glycolate, n-pentyl glycolate and n-hexyl glycolate. Of these, methyl glycolate and ethyl glycolate are preferable.

【0008】本発明で使用される分子状酸素としては一
般には空気が用いられるが、更に窒素、アルゴン等の不
活性ガスで希釈された空気又は酸素ガスを用いてもよ
い。このとき、空気又は酸素ガスは、酸素に対する不活
性ガスのモル比が通常2〜50、好ましくは4〜30で
あるように希釈される。
Air is generally used as the molecular oxygen used in the present invention, but air or oxygen gas diluted with an inert gas such as nitrogen or argon may be used. At this time, the air or oxygen gas is diluted so that the molar ratio of the inert gas to oxygen is usually 2 to 50, preferably 4 to 30.

【0009】本発明で使用される無担持リン酸銅触媒は
リン酸銅(リン酸第二銅)の粉末又は成形体である。そ
の粒径は特に限定されるものではないが、通常、粉末で
は20〜100μmのもの、成型体では4〜200メッ
シュのものが好適に使用される。
The unsupported copper phosphate catalyst used in the present invention is a powder or a molded body of copper phosphate (cupric phosphate). The particle size is not particularly limited, but powders having a particle size of 20 to 100 μm and molded articles having a particle size of 4 to 200 mesh are preferably used.

【0010】また、前記触媒においては、銅以外の他の
金属がリン酸塩、酸化物、金属のいずれかの形態で含有
されていても差し支えない。他の金属としては、例え
ば、リチウム、カリウム等のアルカリ金属、マグネシウ
ム、カルシウム等のアルカリ土類金属、ランタン、セリ
ウム等のランタニド金属、及びモリブデン、スズ、マン
ガン、ビスマス、コバルト、銀、鉛、アンチモン、鉄が
挙げられるが、これらの金属は、それぞれ単独又は複数
で銅に対する原子比(他の金属/銅)が通常2以下、特
に1.5以下の割合で触媒に含有されていることが好ま
しい。
Further, the catalyst may contain a metal other than copper in the form of a phosphate, an oxide or a metal. Examples of other metals include alkali metals such as lithium and potassium, alkaline earth metals such as magnesium and calcium, lanthanide metals such as lanthanum and cerium, and molybdenum, tin, manganese, bismuth, cobalt, silver, lead and antimony. , Iron, but it is preferable that each of these metals is contained in the catalyst in an atomic ratio to copper (other metals / copper) of usually 2 or less, particularly 1.5 or less. .

【0011】前記触媒の調製法は、触媒にリン酸銅が含
有されていれば特に限定されるものではなく、例えば、
リン酸銅及び必要に応じて他の金属のリン酸塩、酸化物
又は金属との混合物に水を加えてスラリー状にしたもの
を110℃付近で乾燥して調製する方法や、リン酸塩以
外の銅及び他の金属の塩の水溶液、又はリン酸塩以外の
銅塩と他の金属の酸化物又は金属との混合物に水を加え
てスラリー状にしたものに化学量論量のリン酸を加えた
後に110℃付近で乾燥して調製する方法のような公知
の方法を挙げることができる。これらの方法において、
触媒は、乾燥後、一旦粉末状に粉砕してそのままもしく
はペレットに成型し、次いで空気中300〜900℃で
焼成される。得られた粉末もしくはペレットは前記サイ
ズにそろえて反応に使用される。
The method for preparing the above-mentioned catalyst is not particularly limited as long as the catalyst contains copper phosphate.
A method of preparing a slurry by adding water to a phosphate, an oxide, or a mixture with a metal of another metal, if necessary, copper phosphate and a method other than phosphate. Stoichiometric amount of phosphoric acid is added to an aqueous solution of copper and other metal salts, or a mixture of copper salts other than phosphate and oxides or metals of other metals to which water is added to form a slurry. A known method such as a method of preparing by adding and then drying at around 110 ° C. can be mentioned. In these methods,
After the catalyst is dried, it is once pulverized into a powder and molded as it is or into pellets, and then calcined in air at 300 to 900 ° C. The obtained powder or pellet is used in the reaction by adjusting the size.

【0012】なお、触媒調製に使用されるリン酸塩以外
の銅及び他の金属の塩としては、硝酸第二銅、硫酸銅、
塩化第二銅等の銅の硝酸塩、硫酸塩又は塩化物、リチウ
ム、カリウム等のアルカリ金属の硝酸塩、硫酸塩又は塩
化物、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属
の硝酸塩、硫酸塩又は塩化物、ランタン、セリウム等の
ランタニド金属の硝酸塩、硫酸塩又は塩化物、モリブデ
ン、スズ、マンガン、ビスマス、コバルト、銀、鉛、ア
ンチモン、鉄の硝酸塩、硫酸塩又は塩化物が挙げられ
る。
The salts of copper and other metals other than the phosphate used in the catalyst preparation include cupric nitrate, copper sulfate,
Copper nitrate such as cupric chloride, sulfate or chloride, nitrate of alkali metal such as lithium and potassium, sulfate or chloride, nitrate of alkaline earth metal such as magnesium and calcium, sulfate or chloride, Examples include nitrates, sulfates or chlorides of lanthanide metals such as lanthanum and cerium, molybdenum, tin, manganese, bismuth, cobalt, silver, lead, antimony, iron nitrates, sulfates or chlorides.

【0013】本発明では、前記触媒の存在下、次のよう
な反応条件で前記グリコール酸エステルと前記分子状酸
素を気相接触反応させてグリオキシル酸エステルを製造
することができる。即ち、この気相接触反応は、通常、
反応温度が150〜400℃、好ましくは200〜35
0℃で、反応圧力が常圧から5kg/cm3 の加圧の条
件下、触媒を充填した反応器に、グリコール酸エステル
を触媒1g当たり0.2〜6g/hr、好ましくは0.
3〜3g/hr、そして分子状酸素を触媒1g当たり
0.5〜30ml/min、好ましくは1〜15ml/
minの流量でフィードして行われる。このとき、グリ
コール酸エステルに対する酸素のモル比(酸素/グリコ
ール酸エステル)は通常0.3〜5、好ましくは0.5
〜3である。なお、反応器は気相流通式の反応が行える
ものであれば特に制限はなく、触媒の存在形態も公知の
固定床、流動床、沸騰床などいずれのものでもよいが、
通常固定床が好適である。
In the present invention, a glyoxylic acid ester can be produced by subjecting the glycolic acid ester and the molecular oxygen to a gas phase catalytic reaction in the presence of the catalyst under the following reaction conditions. That is, this gas phase catalytic reaction is usually
Reaction temperature is 150 to 400 ° C., preferably 200 to 35
At 0 ° C., under a reaction pressure of from normal pressure to 5 kg / cm 3 , a reactor filled with a catalyst is charged with a glycolic acid ester in an amount of 0.2 to 6 g / hr, preferably 0.
3 to 3 g / hr, and 0.5 to 30 ml / min of molecular oxygen per 1 g of catalyst, preferably 1 to 15 ml / min
It is performed by feeding at a flow rate of min. At this time, the molar ratio of oxygen to glycolic acid ester (oxygen / glycolic acid ester) is usually 0.3 to 5, preferably 0.5.
~ 3. The reactor is not particularly limited as long as it can carry out a gas phase flow type reaction, and the existing form of the catalyst may be any known fixed bed, fluidized bed, boiling bed, etc.
Usually a fixed bed is preferred.

【0014】また、本発明では、前記グリコール酸エス
テルは、アルコール、水、アセトニトリル、トルエン、
シクロヘキサンなどの前記反応に不活性な溶媒で希釈し
てフィードすることも可能で、これらの溶媒で希釈する
ことによってグリオキシル酸エステルの選択率を向上さ
せることができる。このとき、グリコール酸エステルに
対する溶媒の重量比(溶媒/グリコール酸エステル)は
通常0.02〜0.8、好ましくは0.04〜0.6で
ある。なお、アルコールとしては、メタノール、エタノ
ール、n−プロパノール、i−プロパノール、n−ブタ
ノール、n−ペンタノール、n−ヘキサノール等の炭素
数1〜6の脂肪族低級アルコールが使用されるが、中で
もメタノール、エタノールが好ましい。
In the present invention, the glycolic acid ester is alcohol, water, acetonitrile, toluene,
It is also possible to feed by diluting with a solvent inert to the reaction such as cyclohexane, and by diluting with these solvents, the selectivity of glyoxylic acid ester can be improved. At this time, the weight ratio of the solvent to the glycolic acid ester (solvent / glycolic acid ester) is usually 0.02 to 0.8, preferably 0.04 to 0.6. As the alcohol, aliphatic lower alcohols having 1 to 6 carbon atoms such as methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, n-butanol, n-pentanol and n-hexanol are used, but among them, methanol , Ethanol is preferred.

【0015】以上のようにして、グリオキシル酸エステ
ルとして、グリオキシル酸メチル、グリオキシル酸エチ
ル、グリオキシル酸n−プロピル、グリオキシル酸i−
プロピル、グリオキシル酸n−ブチル、グリオキシル酸
n−ペンチル、グリオキシル酸n−ヘキシル等のグリオ
キシル酸と炭素数1〜6の脂肪族低級アルコールとのエ
ステルが未反応のグリコール酸エステルや副生する水な
どと共に得られるが、目的のグリオキシル酸エステルは
蒸留等の公知の方法によって分離精製することができ
る。
As described above, as glyoxylic acid ester, methyl glyoxylate, ethyl glyoxylate, n-propyl glyoxylate, and glyoxylic acid i-
Glyoxylic acid such as propyl, n-butyl glyoxylate, n-pentyl glyoxylate, and n-hexyl glyoxylate, and glycolic acid ester in which an ester of an aliphatic lower alcohol having 1 to 6 carbon atoms is unreacted or by-product water, etc. The target glyoxylic acid ester can be separated and purified by a known method such as distillation.

【0016】[0016]

【実施例】次に、実施例及び比較例を挙げて本発明を具
体的に説明する。なお、各実施例及び比較例におけるグ
リオキシル酸エステルの空時収量(g/l・hr)、グ
リコール酸エステルの転化率(%)、グリオキシル酸エ
ステルの選択率(%)及びグリオキシル酸エステルの収
率(%)は次式により求めた。
EXAMPLES Next, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. The space-time yield (g / l · hr) of glyoxylic acid ester, the conversion rate (%) of glycolic acid ester, the selectivity (%) of glyoxylic acid ester, and the yield of glyoxylic acid ester in each Example and Comparative Example. (%) Was calculated by the following formula.

【0017】[0017]

【数1】 [Equation 1]

【0018】[0018]

【数2】 [Equation 2]

【0019】[0019]

【数3】 [Equation 3]

【0020】[0020]

【数4】 [Equation 4]

【0021】実施例1 〔触媒の調製〕水30mlにリン酸銅三水塩〔Cu
3 (PO4 2 ・3H2 O〕43.5g(100mmo
l)を加えた触媒調製液を、30分間混練・擂潰後、空
気中110℃で12時間乾燥した。次に、この乾燥物を
粉末状に粉砕して5mmφのペレットに成型し、450
℃で5時間焼成した後、焼成物を1〜2mmに粉砕して
触媒を調製した。
Example 1 [Preparation of catalyst] Copper phosphate trihydrate [Cu
3 (PO 4) 2 · 3H 2 O ] 43.5g (100mmo
The catalyst preparation solution containing 1) was kneaded and crushed for 30 minutes, and then dried in air at 110 ° C. for 12 hours. Next, this dried product is pulverized into powder and molded into pellets of 5 mmφ,
After calcining at ℃ for 5 hours, the calcined product was crushed to 1 to 2 mm to prepare a catalyst.

【0022】〔グリオキシル酸メチルの製造〕上記触媒
8mlを内径9mmのガラス製反応管に充填し、更にそ
の上にガラスビーズ20mlを充填した後、反応管を電
気炉中に垂直に設置して触媒層内の温度が表1に示す温
度になるように電気炉を加熱制御した。この反応管の上
部から、メタノール/グリコール酸メチル(重量比)=
3/7のグリコール酸エステル溶液8.4g/hr、及
び空気79ml/minと窒素ガス187ml/min
との混合ガスをフィードしながら、常圧下、前記の温度
で1時間気相接触反応を行って、反応管を通過した生成
物を氷冷したトラップに補集した。トラップに補集され
た反応生成物をガスクロマトグラフィーにより分析した
ところ、グリコール酸メチルの空時収量が576g/l
・hrで、グリコール酸メチルの転化率が90.9%、
グリオキシル酸メチルの選択率が89.0%、グリオキ
シル酸メチルの収率が80.1%であった。
[Production of Methyl Glyoxylate] 8 ml of the above catalyst was charged into a glass reaction tube having an inner diameter of 9 mm, 20 ml of glass beads was further charged onto the reaction tube, and the reaction tube was installed vertically in an electric furnace. The electric furnace was heated and controlled so that the temperature in the layer became the temperature shown in Table 1. From the top of this reaction tube, methanol / methyl glycolate (weight ratio) =
3/7 glycolic acid ester solution 8.4 g / hr, and air 79 ml / min and nitrogen gas 187 ml / min
While feeding a mixed gas of the above, a gas phase contact reaction was carried out at the above temperature for 1 hour under normal pressure, and the product passing through the reaction tube was collected in an ice-cooled trap. The reaction product collected in the trap was analyzed by gas chromatography to find that the space-time yield of methyl glycolate was 576 g / l.
-In hr, the conversion rate of methyl glycolate is 90.9%,
The selectivity of methyl glyoxylate was 89.0% and the yield of methyl glyoxylate was 80.1%.

【0023】実施例2 〔触媒の調製〕実施例1において、触媒調製液を、水3
0mlにリン酸銅三水塩〔Cu3 (PO4 2 ・3H2
O〕14.5g(33.3mmol)とリン酸第二鉄四
水塩〔FePO4 ・4H2 O〕6.7g(33mmo
l)を加えた液に変えたことのほかは、実施例1と同様
に触媒を調製した。得られた触媒の銅に対する鉄の原子
比(Fe/Cu)は蛍光X線より0.3であった。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例1において、触
媒を上記触媒8mlに変えたことのほかは、実施例1と
同様に気相接触反応を行った。その結果を表1に示す。
Example 2 [Preparation of catalyst] In Example 1, the catalyst preparation liquid was replaced with water 3
Copper phosphate trihydrate in 0ml [Cu 3 (PO 4) 2 · 3H 2
O] 14.5 g (33.3 mmol) and ferric phosphate tetrahydrate [FePO 4 .4H 2 O] 6.7 g (33 mmo
A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that l) was added. The atomic ratio of iron to copper (Fe / Cu) of the obtained catalyst was 0.3 by fluorescent X-ray. [Production of Methyl Glyoxylate] The gas phase catalytic reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the catalyst was changed to 8 ml of the above catalyst. The results are shown in Table 1.

【0024】実施例3 〔触媒の調製〕実施例1において、触媒調製液を、水3
0mlにリン酸銅三水塩〔Cu3 (PO4 2 ・3H2
O〕14.5g(33.3mmol)とリン酸第二鉄四
水塩〔FePO4 ・4H2 O〕13.4g(60mmo
l)を加えた液に変えたことのほかは、実施例1と同様
に触媒を調製した。得られた触媒の銅に対する鉄の原子
比(Fe/Cu)は0.6であった。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例1において、触
媒を上記触媒8mlに変え、該グリコール酸エステル溶
液に代えてメタノール/グリコール酸メチル(重量比)
=1のグリコール酸エステル溶液11.9g/hrをフ
ィードしたことのほかは、実施例1と同様に気相接触反
応を行った。その結果を表1に示す。
Example 3 [Preparation of catalyst] In Example 1, the catalyst preparation liquid was replaced with water 3
Copper phosphate trihydrate in 0ml [Cu 3 (PO 4) 2 · 3H 2
O] 14.5 g (33.3 mmol) and ferric phosphate tetrahydrate [FePO 4 .4H 2 O] 13.4 g (60 mmo
A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that l) was added. The atomic ratio of iron to copper (Fe / Cu) in the obtained catalyst was 0.6. [Production of Methyl Glyoxylate] In Example 1, the catalyst was changed to 8 ml of the above catalyst, and the glycolate solution was replaced with methanol / methyl glycolate (weight ratio).
In the same manner as in Example 1 except that 11.9 g / hr of the glycolic acid ester solution of = 1 was fed, the gas phase catalytic reaction was performed. The results are shown in Table 1.

【0025】実施例4 〔触媒の調製〕実施例1において、触媒調製液を、水3
0mlにリン酸銅三水塩〔Cu3 (PO4 2 ・3H2
O〕14.5g(33.3mmol)とリン酸第二鉄四
水塩〔FePO4 ・4H2 O〕22.3g(100mm
ol)を加えた液に変えたことのほかは、実施例1と同
様に触媒を調製した。得られた触媒の銅に対する鉄の原
子比(Fe/Cu)は1.0であった。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例1において、触
媒を上記触媒8mlに変えたことのほかは、実施例1と
同様に気相接触反応を行った。その結果を表1に示す。
Example 4 [Preparation of catalyst] In Example 1, the catalyst preparation liquid was replaced with water 3
Copper phosphate trihydrate in 0ml [Cu 3 (PO 4) 2 · 3H 2
O] 14.5 g (33.3 mmol) and ferric phosphate tetrahydrate [FePO 4 .4H 2 O] 22.3 g (100 mm
The catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the solution containing ol) was added. The atomic ratio of iron to copper (Fe / Cu) in the obtained catalyst was 1.0. [Production of Methyl Glyoxylate] The gas phase catalytic reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the catalyst was changed to 8 ml of the above catalyst. The results are shown in Table 1.

【0026】実施例5 実施例1において、触媒調製液を、水30mlにリン酸
銅三水塩〔Cu3 (PO4 2 ・3H2 O〕8.7g
(20mmol)とリン酸第二鉄四水塩〔FePO4
4H2 O〕22.3g(100mmol)を加えた液に
変えたことのほかは、実施例1と同様に触媒を調製し
た。得られた触媒の銅に対する鉄の原子比(Fe/C
u)は1.7であった。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例1において、触
媒を上記触媒8mlに変えたことのほかは、実施例1と
同様に気相接触反応を行った。その結果を表1に示す。
Example 5 In Example 1, the catalyst preparation solution was prepared by adding 8.7 g of copper phosphate trihydrate [Cu 3 (PO 4 ) 2 .3H 2 O] to 30 ml of water.
(20 mmol) and ferric phosphate tetrahydrate [FePO 4 ·
4H 2 O] 22.3 g (100 mmol) was added, and the catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the liquid was changed. The atomic ratio of iron to copper of the obtained catalyst (Fe / C
u) was 1.7. [Production of Methyl Glyoxylate] The gas phase catalytic reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the catalyst was changed to 8 ml of the above catalyst. The results are shown in Table 1.

【0027】比較例1 〔触媒の調製〕実施例1において、触媒調製液を、水3
0mlにリン酸第二鉄四水塩〔FePO4 ・4H2 O〕
44.6g(200mmol)を加えた液に変えたこと
のほかは、実施例1と同様に触媒を調製した。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例1において、触
媒を上記触媒8mlに変えたことのほかは、実施例1と
同様に気相接触反応を行った。その結果を表1に示す。
Comparative Example 1 [Preparation of catalyst] In Example 1, the catalyst preparation liquid was water 3
Ferric phosphate tetrahydrate [FePO 4 .4H 2 O] in 0 ml
A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the liquid added was 44.6 g (200 mmol). [Production of Methyl Glyoxylate] The gas phase catalytic reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the catalyst was changed to 8 ml of the above catalyst. The results are shown in Table 1.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】実施例6 〔触媒の調製〕実施例1と同様に触媒を調製した。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例1において、触
媒を上記触媒8mlに変え、該グリコール酸エステル溶
液に代えてグリコール酸メチル6.0g/hrをフィー
ドしたことのほかは、実施例1と同様に気相接触反応を
行った。その結果を表2に示す。
Example 6 [Preparation of catalyst] A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1. [Production of Methyl Glyoxylate] In the same manner as in Example 1 except that the catalyst was changed to 8 ml of the above catalyst and methyl glycolate 6.0 g / hr was fed instead of the glycolate ester solution. A gas phase contact reaction was performed. The results are shown in Table 2.

【0030】実施例7 〔触媒の調製〕実施例2と同様に触媒を調製した。得ら
れた触媒の銅に対する鉄の原子比(Fe/Cu)は0.
3であった。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例6において、触
媒を上記触媒8mlに変えたことのほかは、実施例6と
同様に気相接触反応を行った。その結果を表2に示す。
Example 7 [Preparation of catalyst] A catalyst was prepared in the same manner as in Example 2. The atomic ratio of iron to copper (Fe / Cu) in the obtained catalyst was 0.
It was 3. [Production of Methyl Glyoxylate] The gas phase catalytic reaction was carried out in the same manner as in Example 6 except that the catalyst was changed to 8 ml of the above catalyst. The results are shown in Table 2.

【0031】実施例8 〔触媒の調製〕実施例3と同様に触媒を調製した。得ら
れた触媒の銅に対する鉄の原子比(Fe/Cu)は0.
6であった。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例6において、触
媒を上記触媒8mlに変えたことのほかは、実施例6と
同様に気相接触反応を行った。その結果を表2に示す。
Example 8 [Preparation of catalyst] A catalyst was prepared in the same manner as in Example 3. The atomic ratio of iron to copper (Fe / Cu) in the obtained catalyst was 0.
It was 6. [Production of Methyl Glyoxylate] The gas phase catalytic reaction was carried out in the same manner as in Example 6 except that the catalyst was changed to 8 ml of the above catalyst. The results are shown in Table 2.

【0032】実施例9 〔触媒の調製〕実施例4と同様に触媒を調製した。得ら
れた触媒の銅に対する鉄の原子比(Fe/Cu)は1.
0であった。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例6において、触
媒を上記触媒8mlに変えたことのほかは、実施例6と
同様に気相接触反応を行った。その結果を表2に示す。
Example 9 [Preparation of catalyst] A catalyst was prepared in the same manner as in Example 4. The atomic ratio of iron to copper (Fe / Cu) of the obtained catalyst was 1.
It was 0. [Production of Methyl Glyoxylate] The gas phase catalytic reaction was carried out in the same manner as in Example 6 except that the catalyst was changed to 8 ml of the above catalyst. The results are shown in Table 2.

【0033】実施例10 実施例5と同様に触媒を調製した。得られた触媒の銅に
対する鉄の原子比(Fe/Cu)は1.7であった。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例6において、触
媒を上記触媒8mlに変えたことのほかは、実施例6と
同様に気相接触反応を行った。その結果を表2に示す。
Example 10 A catalyst was prepared in the same manner as in Example 5. The atomic ratio of iron to copper (Fe / Cu) of the obtained catalyst was 1.7. [Production of Methyl Glyoxylate] The gas phase catalytic reaction was carried out in the same manner as in Example 6 except that the catalyst was changed to 8 ml of the above catalyst. The results are shown in Table 2.

【0034】比較例2 〔触媒の調製〕比較例1と同様に触媒を調製した。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例6において、触
媒を上記触媒8mlに変えたことのほかは、実施例6と
同様に気相接触反応を行った。その結果を表2に示す。
Comparative Example 2 [Preparation of catalyst] A catalyst was prepared in the same manner as in Comparative Example 1. [Production of Methyl Glyoxylate] The gas phase catalytic reaction was carried out in the same manner as in Example 6 except that the catalyst was changed to 8 ml of the above catalyst. The results are shown in Table 2.

【0035】実施例11 実施例1において、触媒調製液を、水10ml及び85
%リン酸11.2g(97mmol)の溶液に、硝酸銅
三水塩〔Cu(NO3 2 ・3H2 O〕24.2g(1
00mmol)と硝酸第二鉄九水塩〔Fe(NO3 3
・9H2 O〕12.1g(30mmol)を加えて加熱
溶解した液に変えたことのほかは、実施例1と同様に触
媒を調製した。得られた触媒の銅に対する鉄の原子比
(Fe/Cu)は0.3であった。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例6において、触
媒を上記触媒8mlに変えたことのほかは、実施例6と
同様に気相接触反応を行った。その結果を表2に示す。
Example 11 In Example 1, the catalyst preparation solution was mixed with 10 ml of water and 85
% 11.2 g (97 mmol) of phosphoric acid in a solution of copper nitrate trihydrate [Cu (NO 3 ) 2 .3H 2 O] 24.2 g (1
00 mmol) and ferric nitrate nonahydrate [Fe (NO 3 ) 3
· 9H 2 O] 12.1 g (30 mmol) addition it was changed to a solution obtained by heating dissolved by adding was prepared in the same manner as catalyst as in Example 1. The atomic ratio of iron to copper (Fe / Cu) of the obtained catalyst was 0.3. [Production of Methyl Glyoxylate] The gas phase catalytic reaction was carried out in the same manner as in Example 6 except that the catalyst was changed to 8 ml of the above catalyst. The results are shown in Table 2.

【0036】実施例12 〔触媒の調製〕実施例1において、触媒調製液を、水3
0mlにリン酸銅三水塩〔Cu3 (PO4 2 ・3H2
O〕14.5g(33.3mmol)とリン酸コバルト
(II)八水塩〔Co3 (PO4 2 ・8H2 O〕1.7
1g(3.34mmol)を加えた液に変えたことのほ
かは、実施例1と同様に触媒を調製した。得られた触媒
の銅に対するコバルトの原子比(Co/Cu)は0.1
であった。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例6において、触
媒を上記触媒8mlに変えたことのほかは、実施例6と
同様に気相接触反応を行った。その結果を表2に示す。
Example 12 [Preparation of catalyst] In Example 1, the catalyst preparation liquid was replaced with water 3
Copper phosphate trihydrate in 0ml [Cu 3 (PO 4) 2 · 3H 2
O] 14.5 g (33.3 mmol) and cobalt phosphate (II) Hachimizushio [Co 3 (PO 4) 2 · 8H 2 O ] 1.7
A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the liquid added was 1 g (3.34 mmol). The obtained catalyst had an atomic ratio of cobalt to copper (Co / Cu) of 0.1.
Met. [Production of Methyl Glyoxylate] The gas phase catalytic reaction was carried out in the same manner as in Example 6 except that the catalyst was changed to 8 ml of the above catalyst. The results are shown in Table 2.

【0037】実施例13 〔触媒の調製〕実施例1において、触媒調製液を、水3
0mlにリン酸銅三水塩〔Cu3 (PO4 2 ・3H2
O〕14.5g(33.3mmol)とリン酸マンガン
(II)五水塩〔Mn3 (PO4 2 ・5H2 O〕1.4
9g(3.35mmol)を加えた液に変えたことのほ
かは、実施例1と同様に触媒を調製した。得られた触媒
の銅に対するマンガンの原子比(Mn/Cu)は0.1
であった。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例6において、触
媒を上記触媒8mlに変えたことのほかは、実施例6と
同様に気相接触反応を行った。その結果を表2に示す。
Example 13 [Preparation of catalyst] In Example 1, the catalyst preparation liquid was replaced with water 3
Copper phosphate trihydrate in 0ml [Cu 3 (PO 4) 2 · 3H 2
O] 14.5 g (33.3 mmol) and manganese phosphate (II) pentahydrate [Mn 3 (PO 4) 2 · 5H 2 O ] 1.4
A catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that 9 g (3.35 mmol) was added. The obtained catalyst had an atomic ratio of manganese to copper (Mn / Cu) of 0.1.
Met. [Production of Methyl Glyoxylate] The gas phase catalytic reaction was carried out in the same manner as in Example 6 except that the catalyst was changed to 8 ml of the above catalyst. The results are shown in Table 2.

【0038】[0038]

【表2】 [Table 2]

【0039】実施例14 〔触媒の調製〕実施例2と同様に触媒を調製した。得ら
れた触媒の銅に対する鉄の原子比(Fe/Cu)は0.
3であった。 〔グリオキシル酸エチルの製造〕実施例6において、触
媒を上記触媒8mlに変え、該グリコール酸エステル溶
液に代えてグリコール酸エチル6.7g/hrをフィー
ドしたことのほかは、実施例6と同様に気相接触反応を
行った。その結果を表3に示す。
Example 14 [Preparation of catalyst] A catalyst was prepared in the same manner as in Example 2. The atomic ratio of iron to copper (Fe / Cu) in the obtained catalyst was 0.
It was 3. [Production of Ethyl Glyoxylate] The same as in Example 6 except that the catalyst was changed to 8 ml of the above catalyst and ethyl glycolate 6.7 g / hr was fed instead of the glycolate ester solution. A gas phase contact reaction was performed. The results are shown in Table 3.

【0040】比較例3 〔触媒の調製〕比較例1と同様に触媒を調製した。 〔グリオキシル酸エチルの製造〕実施例14において、
触媒を上記触媒8mlに変えたことのほかは、実施例1
4と同様に気相接触反応を行った。その結果を表3に示
す。
Comparative Example 3 [Preparation of catalyst] A catalyst was prepared in the same manner as in Comparative Example 1. [Production of ethyl glyoxylate] In Example 14,
Example 1 except that the catalyst was changed to 8 ml of the above catalyst
The gas phase contact reaction was carried out in the same manner as in 4. The results are shown in Table 3.

【0041】[0041]

【表3】 [Table 3]

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明により、原料の転化率、目的物の
選択率、目的物の生成速度(空時収量)などに関する公
知のグリオキシル酸エステルの製造法が有していた問題
を解決することができる。即ち、容易に調製できる高活
性の触媒を通常の反応器に充填して、グリコール酸エス
テルと分子状酸素を気相で反応させて、グリコール酸エ
ステルの転化率を高めた状態で、グリオキシル酸エステ
ルを高選択率で(即ち、高収率で)、しかも高い生成速
度(空時収量)でもって製造することができる。
Industrial Applicability According to the present invention, it is possible to solve the problems that the known method for producing a glyoxylic acid ester has with respect to the conversion of raw materials, the selectivity of a target product, the production rate (space-time yield) of the target product, and the like. You can That is, a highly active catalyst that can be easily prepared is charged into a normal reactor, and the glycolic acid ester and molecular oxygen are reacted in the gas phase to increase the conversion rate of the glycolic acid ester, and then the glyoxylic acid ester is obtained. Can be produced with high selectivity (that is, with high yield) and with high production rate (space-time yield).

フロントページの続き (72)発明者 福田 康法 山口県宇部市大字小串1978番の5 宇部興 産株式会社宇部研究所内Front Page Continuation (72) Inventor Koho Fukuda 5 1978, Kogushi, Ube City, Ube City, Yamaguchi Prefecture Ube Laboratory Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 無担持リン酸銅触媒の存在下、グリコー
ル酸エステルと分子状酸素を気相で反応させることを特
徴とするグリオキシル酸エステルの製造方法。
1. A method for producing a glyoxylic acid ester, which comprises reacting a glycolic acid ester with molecular oxygen in a gas phase in the presence of an unsupported copper phosphate catalyst.
JP05614094A 1994-03-25 1994-03-25 Method for producing glyoxylate Expired - Fee Related JP3173273B2 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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