JPH0761960A - アミド化合物の製造方法 - Google Patents

アミド化合物の製造方法

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JPH0761960A
JPH0761960A JP5210084A JP21008493A JPH0761960A JP H0761960 A JPH0761960 A JP H0761960A JP 5210084 A JP5210084 A JP 5210084A JP 21008493 A JP21008493 A JP 21008493A JP H0761960 A JPH0761960 A JP H0761960A
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JP
Japan
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water
manganese
slurry
reaction
amide compound
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JP5210084A
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English (en)
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Isao Fukada
深田  功
Teruo Muraishi
照男 村石
Keiichi Ikeda
圭一 池田
Masahiro Tokumitsu
政弘 徳満
Sadaaki Yamamoto
貞明 山本
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ニトリル化合物と水を液相で反応させてアミ
ド化合物を製造する。この際、炭酸マンガンのスラリ−
を過マンガン酸塩で酸化処理し、さらに生成したスラリ
−を鉱酸水溶液で処理して製造した二酸化マンガンを触
媒として使用する。 【効果】 マンガン酸化物の活性および寿命が大幅に改
善され、工業的に有利にアミド化合物を製造することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アミド化合物の製造方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ニトリル化合物と水を反応させて対応す
るアミド化合物が製造できることは公知であり、例え
ば、アセトンシアンヒドリンと水を反応させて製造され
るα−ヒドロキシイソ酪酸アミドは、塗料、接着剤、成
形材料等の原料となるメタクリル酸メチルの前駆体とし
て有用であり、アクリロニトリルと水を反応させて製造
されるアクリルアミドは凝集剤、石油回収剤等の原料と
なり有用である。
【0003】このニトリル化合物と水を反応させるため
の触媒は種々知られている。米国特許第3,366,639 号に
開示されているマンガン酸化物もその一つである。ニト
リル化合物と水の反応に多用される銅含有触媒がアセト
ンシアンヒドリンなどのα−ヒドロキシニトリル化合物
と水の反応にまったく不充分な成績しか与えないのに反
して、マンガン酸化物は米国特許第3,366,639 号に開示
されているようにα−ヒドロキシニトリル化合物と水の
反応に対しても、かなりの成績を与えるという特徴があ
る。ニトリル化合物と水を反応させるためのマンガン酸
化物の調製方法としては、例えば、米国特許3,366,639
号には小過剰の苛性ソーダの存在下、硫酸マンガンと過
マンガン酸カリウムを反応させる方法や、特開平3-6844
7 号および特開平4-46145 号には酸性で硫酸マンガン水
溶液と過マンガン酸カリウムを反応させる方法が提案さ
れている。また、特開昭52-222号では 中性〜アルカリ
性の領域で20〜100℃ で 7価のマンガン化合物を還元し
て調製する方法が述べられており、特開昭63-57535号で
は 7価のマンガン塩をハロゲン化水素酸で還元する方法
が提案されている。さらに、J. Catalysis, 84巻, 267
(1983)では電解酸化によって製造したものが使用されて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法で調製されたマンガン酸化物の活性および寿命は
十分とは言えず、工業的な規模で使用可能な性能を有す
る触媒製造方法の確立が望まれていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するため鋭意検討した結果、本発明を完成する
に至ったものである。すなわち、本発明は、ニトリル化
合物と水を液相で反応させてアミド化合物を製造する方
法において、炭酸マンガンのスラリーを過マンガン酸塩
で酸化処理し、さらに生成したスラリーを鉱酸水溶液で
処理して製造した二酸化マンガン(以下触媒と略称す
る。)の存在下に、反応させることを特徴とするアミド
化合物の製造方法である。
【0006】マンガン酸化物の調製法は従来から種々知
られている。その中で、ニトリル化合物と水の反応に活
性のあるマンガン酸化物も、前記したように種々知られ
ている。そこで本発明者らは、種々の方法で調製したマ
ンガン酸化物について検討したところ、特開昭54-10609
9号 に記載されている、空気中に微量含有するホルムア
ルデヒドガスを分解除去する触媒の前駆体である二酸化
マンガンも、ニトリル化合物と水の反応に活性があるこ
とを確認した。しかし、その活性は低く、工業的な規模
で使用可能なものとはならないことが判明した。これに
対し本発明に用いる二酸化マンガンの調製法では、特開
昭54-106099号 に記載されている方法と同様に炭酸マン
ガンのスラリーを酸化剤で酸化処理し、ついで鉱酸水溶
液で処理を行うが、この鉱酸水溶液による処理のpHを
低くすることが重要であり、かかる処理を経ることで本
発明のニトリル化合物と水を反応させてアミド化合物を
製造するに供する良好な性能の二酸化マンガンとなる。
【0007】本発明で用いる炭酸マンガンは、炭酸マン
ガンをそのまま使用してもよいが、例えば硫酸マンガン
と炭酸ナトリウムから調製したものも使用できる。炭酸
マンガンのスラリー濃度は特に規定されないが、通常0.
01〜 5.0mol/l である。本発明で用いる過マンガン酸
塩は、過マンガン酸カリウム、過マンガン酸ナトリウ
ム、過マンガン酸バリウム等であり、これら過マンガン
酸塩の二種以上を併用しても良い。過マンガン酸塩と炭
酸マンガンのモル比は、0.5〜2.0であり、好ましくは、
0.6〜1.5である。0.5 より小さいと十分な酸化が起こら
ないため活性の高い二酸化マンガンとはならず、2.0 よ
り大きいと酸化剤の使用量が多過ぎて不経済となる。過
マンガン酸塩による酸化処理は、過マンガン酸塩を炭酸
マンガンのスラリーに固体のまま添加する又は水溶液と
して添加するいずれでもよい。また、過マンガン酸塩の
水溶液を使用する場合は、過マンガン酸塩の水溶液にか
かるスラリーを添加してもよい。
【0008】本発明において、かかる酸化処理後のスラ
リーと鉱酸水溶液を混合して処理する時のpHは、通
常、3以下であり、好ましくは1以下である。また、使
用する鉱酸は、通常、硫酸、硝酸、リン酸または塩酸で
ある。処理時間は温度あるいはpHにもよるが、通常、
0.1 〜48時間であり、好ましくは 0.5〜24時間である。
また、かかる処理は、鉱酸水溶液を酸化処理後のスラリ
ーに添加する又は鉱酸水溶液にかかるスラリーを添加す
るいずれでもよい。本発明において、炭酸マンガンのス
ラリーを過マンガン酸塩で酸化処理するときの温度は 2
0゜ 〜150℃であり、好ましくは40゜ 〜90℃である。20℃
よりも低いと十分な速度で酸化処理が進行せず、又 150
℃よりも高いと活性の高いマンガン酸化物とはならな
い。また、酸化処理後のスラリーの鉱酸水溶液による処
理の温度は、pHにもよるが、通常、酸化処理を実施す
る温度範囲で行う。
【0009】本発明において、かかる鉱酸水溶液処理後
の二酸化マンガンは、本発明のニトリル化合物と水を液
相で反応させてアミド化合物を製造するに当り実質的に
使用可能であるが、例えば残存する鉱酸イオンを除去す
るために水洗浄やアルカリで中和した後水洗浄を行う処
理を加えてもよい。本発明で使用する触媒は含水物又は
乾燥したもののどちらでも使用することができる。ま
た、本発明に使用する反応器は特に限定はないが、通
常、固定床反応器又は懸濁床反応器を使用する。触媒を
固定床反応器に充填する場合には、通常、球状または円
柱状に成型するのがよく、代表長さが 2〜10mmに成型す
るのがよい。また、懸濁床槽型反応器で使用する場合に
は、通常、16〜400 メッシュの粉末がよい。使用する触
媒量は、懸濁床槽型反応器では反応器内の触媒濃度が0.
01〜50重量%であり、更に好ましくは 0.1〜30重量%で
ある。
【0010】本発明のニトリル化合物と水を液相で反応
させてアミド化合物を製造するために使用するニトリル
化合物は、一般式 R−CN(式中、Rはアルキル、シ
クロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アリー
ル、アルカリール、アラルキル又は複素環式のもので、
それぞれ、更にハロゲン、アルコキシ、ニトロ、エステ
ル、ケトン又は水酸基等を置換基として有していても、
又は有していなくてもよい。)で表される。また、ポリ
ニトリル類も本発明で使用される。
【0011】一方、本発明において使用する水は、ニト
リル化合物の1モルに対し、通常1モル以上、好ましく
は 5〜30モルである。反応溶媒には、通常、水が用いら
れるが、ニトリル化合物が疎水性物質であるときは、水
との相溶性を高めるために、メチルアルコール、エチル
アルコール等の低級アルコール類、1,4-ジオキサン、テ
トラヒドロフラン等のエーテル類、アセトン等のケトン
類、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルアミド、
N,N-ジメチルアセトアミド、N- メチルピロリドン等
が用いられる。特にニトリル化合物としてケトンシアン
ヒドリンを用いるときには、ケトンシアンヒドリンの分
解を抑制するために、上記の反応溶媒に加えてニトリル
化合物の構成ケトンを、ニトリル化合物の1モルに対
し、0.1〜3.0モルの範囲で存在させるのがよい。例え
ば、アセトンシアンヒドリンのようなα- ヒドロキシニ
トリル化合物の反応では、特開昭52-222号に開示されて
いるように、反応溶媒としてアセトンを添加するのがよ
い。
【0012】本発明のアミド化合物とは一般式 R−C
N(式中、Rはアルキル、シクロアルキル、アルケニ
ル、シクロアルケニル、アリール、アルカリール、アラ
ルキル又は複素環式のもので、それぞれ、更にハロゲ
ン、アルコキシ、ニトロ、エステル、ケトン又は水酸基
等を置換基として有していても、又は有していなくても
よい。)を水和して製造されるもので一般式 RCO−
NH2(式中、Rはアルキル、シクロアルキル、アルケ
ニル、シクロアルケニル、アリール、アルカリール、ア
ラルキル又は複素環式のもので、それぞれ、更にハロゲ
ン、アルコキシ、ニトロ、エステル、ケトン又は水酸基
等を置換基として有していても、又は有していなくても
よい。)で表されるものである。
【0013】反応温度は0゜ 〜200℃の範囲であるが、好
ましくは 30゜ 〜150℃であり、 0℃より低いと十分な活
性が得られず、 200℃より高いと副反応が進行し好まし
くない。反応圧力は、反応温度で反応物が液相を保持す
るに十分な圧力であれば減圧、大気圧又は加圧のいずれ
でもよい。固定床流通式反応器を使用する場合、液空間
速度は通常0.01〜40Hr-1であり、好ましくは0.1〜20Hr
-1 である。また懸濁床流通式反応器を使用する場合、
滞留時間は0.1〜50Hr であり、好ましくは 0.5〜30Hrで
ある。
【0014】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。 実施例1 触媒調製 1mol/l の硫酸マンガン水溶液1lと1mol/l の炭
酸ナトリウム水溶液1lを50℃で反応させ、生成した炭
酸マンガンの沈澱を濾過、水洗、乾燥した。製造した炭
酸マンガンのうち49g を水0.1 lに懸濁させ、70℃に加
温し、撹拌しながら0.76mol/l の過マンガン酸カリウ
ム水溶液 0.7lを添加し、添加終了後70℃で4時間撹拌
した。得られた沈澱を濾過、水洗し、再び水を加えて、
固形物/水の重量比=1/2のスラリーとし、70℃に加
温した。このスラリーに20%硫酸を添加してpHを0.5
とし、1時間撹拌した。その後、濾過、1lの水で3回
洗浄を行い、110℃ で15時間乾燥して二酸化マンガン75
g を得た。 ニトリルの水和反応 ガラス製撹拌棒、還流冷却器および温度計を備えた内容
量 500mlのガラス製丸底フラスコ反応器に、前記のよう
に調製した二酸化マンガン4.0gとアセトンシアンヒドリ
ン、アセトンおよび水からなる原料を1:0.9:11のモル比
で300g仕込み、撹拌しながら70℃で5時間反応した。反
応液より触媒を濾別し、高速液体クロマトグラフにより
分析したところ、アセトンシアンヒドリンの転化率は92
%、α−ヒドロキシイソ酪酸アミドの選択率は96%であ
った。
【0015】実施例2 市販の炭酸マンガン49g を水0.5l に懸濁すること、お
よび調製温度を90℃とすること以外は、実施例1と同様
の方法で触媒を調製した。次に、この触媒を用いて、実
施例1と同様の方法でアセトンシアンヒドリンと水の反
応を行った。アセトンシアンヒドリンの転化率は81%、
α−ヒドロキシイソ酪酸アミドの選択率は93%であっ
た。
【0016】比較例1 20%硫酸を添加して処理を行わないことを除いて実施例
1と同様の方法で触媒を調製した。次に、この触媒を用
いて、実施例1と同様の方法でアセトンシアンヒドリン
と水の反応を行った。アセトンシアンヒドリンの転化率
は31%、α−ヒドロキシイソ酪酸アミドの選択率は91%
であった。
【0017】実施例3 ガラス製撹拌棒、還流冷却器および温度計を備えた内容
量 200mlのガラス製丸底フラスコ反応器に、実施例1で
調製した二酸化マンガン5.0gとアクリロニトリルおよび
水からなる原料を1:39のモル比で73g 仕込み、撹拌しな
がら70℃で5時間反応した。反応液より触媒を濾別し、
高速液体クロマトグラフにより分析したところ、アクリ
ロニトリルの転化率は73%、アクリルアミドの選択率は
81%であった。
【0018】比較例2 比較例1で調製した触媒を用いて、実施例3と同様の方
法でアクリロニトリルと水の反応を行った。アクリロニ
トリルの転化率は34%、アクリルアミドの選択率は73%
であった。 実施例4 ガラス製撹拌棒、温度計、原料供給口およびガラスボー
ルフィルター付きの液出口を備える内容量 500mlのガラ
ス製丸底フラスコ反応器に、実施例1で調製した二酸化
マンガン10g と水300gを充填した後、内温を60℃まで上
げ、この温度に保持した。次にアセトンシアンヒドリ
ン、アセトンおよび水からなる原料液(アセトンシアン
ヒドリン:アセトン:水のモル比が1:1.2:15)を 34ml/
hrの流量で定量ポンプにより連続的に供給した。反応器
内の温度は58゜ 〜62℃に維持しながら10日間連続反応を
行った。得られたα−ヒドロキシイソ酪酸アミド生成液
中のα−ヒドロキシイソ酪酸アミド収率の経日変化を表
1に示した。
【0019】比較例3 比較例1で調製した触媒を用いて、実施例4と同様の方
法でアセトンシアンヒドリンと水の連続反応を行った。
得られたα−ヒドロキシイソ酪酸アミド生成液中のα−
ヒドロキシイソ酪酸アミド収率の経日変化を表1に示し
た。
【0020】
【表1】
【0021】
【発明の効果】本発明により、ニトリル化合物と水を液
相で反応させてアミド化合物を製造する際に使用するマ
ンガン酸化物の活性および寿命が、炭酸マンガンのスラ
リーを過マンガン酸塩で酸化処理し、さらに生成したス
ラリーを鉱酸水溶液で処理して製造した二酸化マンガン
を用いることで大幅に改善され、工業的に有利にアミド
化合物を製造することができ、産業上極めて価値があ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳満 政弘 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内 (72)発明者 山本 貞明 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ニトリル化合物と水を液相で反応させて
    アミド化合物を製造する方法において、炭酸マンガンの
    スラリーを過マンガン酸塩で酸化処理し、さらに生成し
    たスラリーを鉱酸水溶液で処理して製造した二酸化マン
    ガンの存在下に、反応させることを特徴とするアミド化
    合物の製造方法。
JP5210084A 1993-08-25 1993-08-25 アミド化合物の製造方法 Pending JPH0761960A (ja)

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