JPH0834762A - α−ケトン酸エステルの製造法 - Google Patents

α−ケトン酸エステルの製造法

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JPH0834762A
JPH0834762A JP7065484A JP6548495A JPH0834762A JP H0834762 A JPH0834762 A JP H0834762A JP 7065484 A JP7065484 A JP 7065484A JP 6548495 A JP6548495 A JP 6548495A JP H0834762 A JPH0834762 A JP H0834762A
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浩一 平井
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清隆 吉井
Yasunori Fukuda
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明は、リン酸銅が担体に担持された触媒
の存在下、α−ヒドロキシカルボン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α−ケトン酸
エステルの製造法に関する。 【効果】 本発明により、α−ヒドロキシカルボン酸エ
ステルの転化率を高くして高選択率で(即ち、高収率
で)、しかも高い生成速度でα−ケトン酸エステルを製
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、新規な触媒を用いて、
α−ヒドロキシカルボン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、α−ケトン酸エステルを製
造する方法に関する。α−ケトン酸エステルは、種々の
化学品の合成原料として有用な化合物で、中でも特にα
−アミノ酸の合成原料として非常に有用な化合物であ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、α−ケトン酸エステルの製造法と
しては、各種触媒の存在下、α−ヒドロキシカルボン酸
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、グリオキシル酸エステルの製造法と
して、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。
【0003】特開昭60−152442号公報には高価
な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
ある。特開昭61−97247号公報には高価な銀とリ
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の転化
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、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る。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。
【0004】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、この方法にでは、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。
【0005】一方、その他のα−ケトン酸エステルの製
造法としては、前記の特開昭61−97247号公報
に、高価な銀とリン化合物を含有する触媒を用いてピル
ビン酸エチル、フェニルグリオキシル酸メチル、フェニ
ルピルビン酸メチルなどを製造する方法が開示されてい
る。しかしながら、この方法は、原料のフィード量が小
さく生産性に問題がある上に、高価な銀を触媒に使用す
るという問題を有している。また、この方法では、上記
α−ヒドロキシカルボン酸エステルの転化率がそれぞれ
99%、90%、92%で、対応するα−ケトン酸エス
テルをそれぞれ80%、86%、70%の選択率で得て
いるが、α−ケトン酸エステルの収率は満足できるもの
ではなく、しかも前記のようにα−ケトン酸エステルの
うち、グリオキシル酸エステルを高収率で得ることは困
難であるという問題がある。更に、Bull.Che
m.Soc.Jpn.,66,1542(1993)に
は、モリブデン、鉄、スズ、ビスマス、テルル、チタ
ン、ジルコニウムの酸化物を用いて乳酸エチルからピル
ビン酸エチルを製造する方法が開示されているが、ピル
ビン酸エチルの収率は80%以下で満足できるものでは
ない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、安価な触媒
を使用してα−ヒドロキシカルボン酸エステルと分子状
酸素を気相接触反応させ、グリオキシル酸エステルも含
めたα−ケトン酸エステルを、α−ヒドロキシカルボン
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。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、リン酸
銅が担体に担持された触媒の存在下、α−ヒドロキシカ
ルボン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α−ケトン酸エステルの製造法によって達
成される。
【0008】以下に本発明を詳しく説明する。本発明で
使用されるα−ヒドロキシカルボン酸エステルは、次の
一般式(I)で示される化合物である。
【化1】 (式中、R1 は水素原子、又は炭素数1〜6の脂肪族低
級アルキル基、フェニル基及びベンジル基から選ばれる
置換基を、R2 は炭素数1〜6の脂肪族低級アルキル基
を示す)
【0009】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−ヘキシル等のグリコ
ール酸エステル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−プ
ロピル、乳酸i−プロピル、乳酸n−ブチル、乳酸n−
ペンチル、乳酸n−ヘキシル等の乳酸エステル、マンデ
ル酸メチル、マンデル酸エチル、マンデル酸n−プロピ
ル、マンデル酸i−プロピル、マンデル酸n−ブチル、
マンデル酸n−ペンチル、マンデル酸n−ヘキシル等の
マンデル酸エステル、α−ヒドロキシ桂皮酸メチル、α
−ヒドロキシ桂皮酸エチル、α−ヒドロキシ桂皮酸n−
プロピル、α−ヒドロキシ桂皮酸i−プロピル、α−ヒ
ドロキシ桂皮酸n−ブチル、α−ヒドロキシ桂皮酸n−
ブチル、α−ヒドロキシ桂皮酸n−ペンチル、α−ヒド
ロキシ桂皮酸n−ヘキシル等のα−ヒドロキシ桂皮酸エ
ステルなどを挙げることができる。
【0010】そして、本発明で得られるα−ケトン酸エ
ステルは、次の一般式(II)で示される化合物である。
【化2】 (式中、R1 は水素原子、又は炭素数1〜6の脂肪族低
級アルキル基、フェニル基及びベンジル基から選ばれる
置換基を、R2 は炭素数1〜6の脂肪族低級アルキル基
を示す)
【0011】具体的には、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エステル、ピルビン酸メチル、
ピルビン酸エチル、ピルビン酸n−プロピル、ピルビン
酸i−プロピル、ピルビン酸n−ブチル、ピルビン酸n
−ペンチル、ピルビン酸n−ヘキシル等のピルビン酸エ
ステル、フェニルグリオキシル酸メチル、フェニルグリ
オキシル酸エチル、フェニルグリオキシル酸n−プロピ
ル、フェニルグリオキシル酸i−プロピル、フェニルグ
リオキシル酸n−ブチル、フェニルグリオキシル酸n−
ペンチル、フェニルグリオキシル酸n−ヘキシル等のフ
ェニルグリオキシル酸エステル、フェニルピルビン酸メ
チル、フェニルピルビン酸エチル、フェニルピルビン酸
n−プロピル、フェニルピルビン酸i−プロピル、フェ
ニルピルビン酸n−ブチル、フェニルピルビン酸n−ペ
ンチル、フェニルピルビン酸n−ヘキシル等のフェニル
ピルビン酸エステルなどを挙げることができる。
【0012】本発明で使用される分子状酸素としては一
般的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。
【0013】本発明で使用される触媒としては、リン酸
銅が担体に担持された触媒が用いられるが、リン酸銅は
担体に対して銅原子換算で通常1〜20重量%、特に2
〜15重量%担持されていることが好ましい。
【0014】本発明で使用される担体としては、例え
ば、炭化ケイ素、α−アルミナ、酸化ジルコニウム、酸
化チタン、シリカアルミナが挙げられ、中でも炭化ケイ
素、α−アルミナが好適に挙げられる。そして、更に好
適にはシリカ含有量が30重量%以下、特に25重量%
以下の炭化ケイ素、α−アルミナが使用される。BET
法で測定される担体の比表面積は、通常0.01〜20
2 /g、特に0.02〜10m2 /g程度であること
が好ましい。また、担体の粒径は通常1〜20mm、特
に1〜10mm程度であることが好ましい。
【0015】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、金属等のいずれかの形態で担持され
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2.0未満の割合
で担体に担持されていることが好ましい。
【0016】前記触媒の調製法は、担体にリン酸銅が担
持されていれば特に限定されるものではなく、含浸法、
蒸発乾固法など公知の方法を用いることができる。例え
ば、銅及び必要に応じてその他の金属の塩を水に溶解さ
せ、これに化学量論量のリン酸を加えた溶液を前記担体
に含浸後、空気中110℃付近で乾燥し、更に空気中4
00〜900℃で焼成する方法により調製することがで
きる。なお、銅及びその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塩、及びリチウム、
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、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、塩
化物などが挙げられる。
【0017】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α−ヒドロキシカルボン酸エステルと
前記分子状酸素を気相接触反応させてα−ケトン酸エス
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2
00〜350℃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、α−ヒドロ
キシカルボン酸エステルを触媒1g当たり0.2〜6.
0g/hr、好ましくは0.3〜3.0g/hr、そし
て分子状酸素を触媒1g当たり0.5〜30ml/mi
n、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、α−ヒドロキシカルボン酸エ
ステルに対する酸素のモル比(酸素/α−ヒドロキシカ
ルボン酸エステル)は通常0.3〜5、好ましくは0.
5〜2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。
【0018】また、本発明では、前記α−ヒドロキシカ
ルボン酸エステルは、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α−ケトン酸エステルの選
択率を向上させることができる。このとき、α−ヒドロ
キシカルボン酸エステルに対する溶媒の重量比(溶媒/
α−ヒドロキシカルボン酸エステル)は通常0.02〜
10、好ましくは0.04〜8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。
【0019】以上のようにして、前記のα−ケト酸エス
テルが未反応のα−ヒドロキシカルボン酸エステルや副
生する水などと共に得られるが、目的のα−ケトン酸エ
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。
【0020】
【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α
−ケトン酸エステルの空時収量(g/l・hr)、α−
ヒドロキシカルボン酸エステルの転化率(%)、α−ケ
トン酸エステルの選択率(%)及びα−ケトン酸エステ
ルの収率(%)は次式により求めた。
【0021】
【数1】
【0022】
【数2】
【0023】
【数3】
【0024】
【数4】
【0025】実施例1 〔触媒の調製〕水3mlに硝酸第二銅三水塩〔Cu(N
3 2 ・3H2 O〕2.44g(10.0mmol)
と85%リン酸0.77g(6.68mmol)を溶解
した触媒調製液に、粒径3mm、比表面積1m2 /g以
下、シリカ含量11重量%の炭化ケイ素(TL−S5
1:フジミ製)11.2gを加えて0.5時間含浸を行
った後、真空下、40℃で水分を除去した。次いで、こ
の含浸物を空気中110℃で12時間乾燥し、更に、空
気中400℃及び800℃でそれぞれ3時間焼成して触
媒を調製した。得られた触媒のリン酸銅担持量は蛍光X
線分析より銅原子換算で5.3重量%であった。
【0026】〔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14g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)=1
のグリコール酸エステル溶液11.6g/hr、及び空
気200ml/minと窒素ガス94ml/minとの
混合ガスをフィードしながら、常圧下、前記の反応温度
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、グリオキシル酸メチルの空時収量が565g/
l・hrで、グリコール酸メチルの転化率が89.6
%、グリオキシル酸メチルの選択率が88.9%、グリ
オキシル酸メチルの収率が80.0%であった。
【0027】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
mlに硝酸第二銅三水塩〔Cu(NO 3 2 ・3H
2 O〕2.44g(10.0mmol)、硝酸第二鉄九
水塩〔Fe(NO3 3 ・9H2 O〕0.81g(2.
0mmol)及び85%リン酸1.05g(9.1mm
ol)を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。得られた触媒の分析結果を表1
に示す。 〔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。
【0028】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
mlに硝酸第二銅三水塩〔Cu(NO 3 2 ・3H
2 O〕2.44g(10.0mmol)、硝酸第二鉄九
水塩〔Fe(NO3 3 ・9H2 O〕2.03g(5.
0mmol)及び85%リン酸1.36g(11.8m
mol)を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。得られた触媒の分析結果を表
1に示す。 〔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。
【0029】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
mlに硝酸第二銅三水塩〔Cu(NO 3 2 ・3H
2 O〕2.44g(10.0mmol)、硝酸第二鉄九
水塩〔Fe(NO3 3 ・9H2 O〕2.71g(6.
7mmol)及び85%リン酸1.56g(13.5m
mol)を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。得られた触媒の分析結果を表
1に示す。 〔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、空気のフィード量を80m
l/min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。
【0030】実施例5 〔触媒の調製〕実施例1において、触媒調製液を、水3
mlに硝酸第二銅三水塩〔Cu(NO 3 2 ・3H
2 O〕2.44g(10.0mmol)、硝酸第二鉄九
水塩〔Fe(NO3 3 ・9H2 O〕4.04g(1
0.0mmol)及び85%リン酸1.95g(16.
9mmol)を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。得られた触媒の分析結果
を表1に示す。 〔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。
【0031】実施例6 〔触媒の調製〕実施例1において、触媒調製液を、水3
mlに硝酸第二銅三水塩〔Cu(NO 3 2 ・3H
2 O〕2.44g(10.0mmol)、硝酸第二鉄九
水塩〔Fe(NO3 3 ・9H2 O〕5.37g(1
3.3mmol)及び85%リン酸2.34g(20m
mol)を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。得られた触媒の分析結果を表
1に示す。 〔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。
【0032】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
mlに硝酸第二鉄九水塩〔Fe(NO 3 3 ・9H
2 O〕4.04g(10.0mmol)及び85%リン
酸1.21g(10.5mol)を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
れた触媒の分析結果を表1に示す。 〔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。
【0033】実施例7 〔触媒の調製〕実施例1において、触媒調製液を、水3
mlに硝酸第二銅三水塩〔Cu(NO 3 2 ・3H
2 O〕2.44g(10.0mmol)、硝酸ランタン
六水塩〔La(NO3 3 ・6H2 O〕0.87g
(2.0mmol)及び85%リン酸1.05g(9.
1mmol)を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。得られた触媒の分析結果
を表1に示す。 〔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。
【0034】実施例8 〔触媒の調製〕実施例4と同様に触媒を調製した。得ら
れた触媒の分析結果を表1に示す。 〔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、空気のフィード量を80m
l/minに変え、更に該グリコール酸エステル溶液に
代えて水/グリコール酸メチル(重量比)=5/95の
グリコール酸エステル溶液6.1g/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。
【0035】実施例9 〔触媒の調製〕実施例5と同様に触媒を調製した。得ら
れた触媒の分析結果を表1に示す。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例8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8と
同様に気相接触反応を行った。その結果を表1に示す。
【0036】
【表1】
【0037】実施例10 〔触媒の調製〕実施例1と同様に触媒を調製した。得ら
れた触媒の分析結果を表2に示す。 〔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5.8g/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。
【0038】比較例2 〔触媒の調製〕実施例1において、触媒調製液を、水3
mlに硝酸第二銅三水塩〔Cu(NO 3 2 ・3H
2 O〕2.44g(10.0mmol)を溶解した液に
変えたことのほかは、実施例1と同様に触媒を調製し
た。得られた触媒は酸化第二銅のX線回折スペクトルを
示した。他の分析結果を表2に示す。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例10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
0と同様に気相接触反応を行った。その結果を表2に示
す。
【0039】実施例11 〔触媒の調製〕実施例2と同様に触媒を調製した。得ら
れた触媒の分析結果を表2に示す。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例10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
0と同様に気相接触反応を行った。その結果を表2に示
す。
【0040】実施例12 〔触媒の調製〕実施例3と同様に触媒を調製した。得ら
れた触媒の分析結果を表2に示す。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例10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
0と同様に気相接触反応を行った。その結果を表2に示
す。
【0041】実施例13 〔触媒の調製〕実施例4と同様に触媒を調製した。得ら
れた触媒の分析結果を表2に示す。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例10において、
触媒を上記触媒8mlに変え、空気のフィード量を80
ml/minに変えたことのほかは、実施例10と同様
に気相接触反応を行った。その結果を表2に示す。
【0042】実施例14 〔触媒の調製〕実施例5と同様に触媒を調製した。得ら
れた触媒の分析結果を表2に示す。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例10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
0と同様に気相接触反応を行って反応生成物を分析し
た。その結果を表2に示す。
【0043】実施例15 〔触媒の調製〕実施例6と同様に触媒を調製した。得ら
れた触媒の分析結果を表2に示す。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例10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
0と同様に気相接触反応を行った。その結果を表2に示
す。
【0044】比較例3 〔触媒の調製〕比較例1と同様に触媒を調製した。得ら
れた触媒の分析結果を表2に示す。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例10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
0と同様に気相接触反応を行った。その結果を表2に示
す。
【0045】実施例16 〔触媒の調製〕実施例7と同様に触媒を調製した。得ら
れた触媒の分析結果を表2に示す。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例10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
0と同様に気相接触反応を行った。その結果を表1に示
す。
【0046】
【表2】
【0047】実施例17 〔触媒の調製〕実施例5において、炭化ケイ素を、粒径
4mm、比表面積1m2 /g以下、シリカ含量0.5重
量%の炭化ケイ素(TSS−99175:東海高熱製)
11.2gに変えたことのほかは、実施例5と同様に触
媒を調製した。得られた触媒の分析結果を表3に示す。 〔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、空気のフィード量を80m
l/min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3に示す。
【0048】実施例18 〔触媒の調製〕実施例17と同様に触媒を調製した。得
られた触媒の分析結果を表3に示す。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例17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5.8g/hrをフィ
ードしたことのほかは、実施例17と同様に気相接触反
応を行った。その結果を表3に示す。
【0049】比較例4 〔触媒の調製〕実施例17において、触媒調製液を、水
3mlに硝酸第二鉄九水塩〔Fe(NO3 3 ・9H2
O〕4.04g(10.0mmol)及び85%リン酸
1.21g(10.5mol)を溶解した液に変えたこ
とのほかは、実施例17と同様に触媒を調製した。得ら
れた触媒の分析結果を表3に示す。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例17において、
触媒を上記触媒8mlに変え、空気のフィード量を20
0ml/minに変え、更に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5.8g/hrをフィー
ドしたことのほかは、実施例17と同様に気相接触反応
を行った。その結果を表3に示す。
【0050】実施例19 〔触媒の調製〕実施例5において、炭化ケイ素を、粒径
4mm、比表面積1m2 /g以下、シリカ含量7.5重
量%の炭化ケイ素(TSS−90306:東海高熱製)
11.2gに変えたことのほかは、実施例5と同様に触
媒を調製した。得られた触媒の分析結果を表3に示す。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例17において、
触媒を上記触媒8mlに変え、空気のフィード量を16
0ml/minに変えたことのほかは、実施例17と同
様に気相接触反応を行った。その結果を表3に示す。
【0051】実施例20 〔触媒の調製〕実施例19と同様に触媒を調製した。得
られた触媒の分析結果を表3に示す。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例19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
溶液をアセトニトリル/グリコール酸メチル(重量比)
=1の溶液に変えたことのほかは、実施例19と同様に
気相接触反応を行った。その結果を表3に示す。
【0052】実施例21 〔触媒の調製〕実施例19と同様に触媒を調製した。得
られた触媒の分析結果を表3に示す。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例19において、
触媒を上記触媒8mlに変え、空気のフィード量を80
ml/minに変え、更に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5.8g/hrをフィード
したことのほかは、実施例19と同様に気相接触反応を
行った。その結果を表3に示す。
【0053】比較例5 〔触媒の調製〕実施例19において、触媒調製液を、水
3mlに硝酸第二鉄九水塩〔Fe(NO3 3 ・9H2
O〕4.04g(10.0mmol)及び85%リン酸
1.21g(10.5mmol)を溶解した液に変えた
ことのほかは、実施例16と同様に触媒を調製した。得
られた触媒の分析結果を表3に示す。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例19において、
触媒を上記触媒8mlに変え、空気のフィード量を20
0ml/minに変え、更に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5.8g/hrをフィー
ドしたことのほかは、実施例19と同様に気相接触反応
を行った。その結果を表3に示す。
【0054】
【表3】
【0055】実施例22 〔触媒の調製〕実施例5において、炭化ケイ素を、粒径
3mm、比表面積1m2 /g以下、シリカ含量13重量
%のα−アルミナ(AL−S73:フジミ製)11.2
gに変えたことのほかは実施例5と同様に触媒を調製し
た。得られた触媒の分析結果を表4に示す。 〔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)
=3/7のグリコール酸エステル溶液8.3g/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4に示す。
【0056】実施例23 〔触媒の調製〕実施例22と同様に触媒を調製した。得
られた触媒の分析結果を表4に示す。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例22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5.8g/hrをフィ
ードしたことのほかは、実施例22と同様に気相接触反
応を行った。その結果を表4に示す。
【0057】比較例6 〔触媒の調製〕実施例22において、触媒調製液を、水
3mlに硝酸第二鉄九水塩〔Fe(NO3 3 ・9H2
O〕4.04g(10.0mmol)及び85%リン酸
1.21g(10.5mmol)を溶解した液に変えた
ことのほかは、実施例22と同様に触媒を調製した。得
られた触媒の分析結果を表4に示す。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例22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5.8g/hrをフィ
ードしたことのほかは、実施例22と同様に気相接触反
応を行った。その結果を表4に示す。
【0058】実施例24 〔触媒の調製〕実施例5において、炭化ケイ素を、粒径
4.7mm、比表面積0.05m2 /g以下、シリカ含
量12重量%のα−アルミナ(SA−5205:ノート
ン製)に変えたことのほかは、実施例5と同様に触媒を
調製した。得られた触媒の分析結果を表4に示す。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例22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2
2と同様に気相接触反応を行った。その結果を表4に示
す。
【0059】実施例25 〔触媒の調製〕実施例24と同様に触媒を調製した。得
られた触媒の分析結果を表4に示す。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例22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5.8g/hrをフィ
ードしたことのほかは、実施例22と同様に気相接触反
応を行った。その結果を表4に示す。
【0060】比較例7 〔触媒の調製〕実施例24において、触媒調製液を、水
3mlに硝酸第二鉄九水和物〔Fe(NO3 3 ・9H
2 O〕4.04g(10.0mmol)及び85%リン
酸1.21g(10.5mmol)を溶解した液に変え
たことのほかは、実施例24と同様に触媒を調製した。
得られた触媒の分析結果を表4に示す。 〔グリオキシル酸メチルの製造〕実施例22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5.8g/hrをフィ
ードしたことのほかは、実施例22と同様に気相接触反
応を行った。その結果を表4に示す。
【0061】
【表4】
【0062】実施例26 〔触媒の調製〕実施例19と同様に触媒を調製した。得
られた触媒の分析結果を表5に示す。 〔ピルビン酸メチルの製造〕実施例1において、触媒を
上記触媒8mlに変え、空気のフィード量を90ml/
minに、窒素のフィード量を180ml/minに変
え、更に該グリコール酸エステル溶液に代えてメタノー
ル/乳酸メチル(重量比)=5のα−ヒドロキシカルボ
ン酸エステル溶液15.6g/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て、α
−ケトン酸エステルとしてピルビン酸メチルを得た。そ
の結果を表5に示す。
【0063】実施例27 〔触媒の調製〕実施例19において、触媒調製液を、水
4mlに硝酸第二銅三水塩〔Cu(NO3 2 ・3H2
O〕3.66g(15.0mmol)、硝酸第二鉄九水
塩〔Fe(NO3 3 ・9H2 O〕4.04g(10.
0mmol)及び85%リン酸2.33g(20.2m
mol)を溶解した溶液に変えたことのほかは、実施例
19と同様に触媒を調製した。得られた触媒の分析結果
を表5に示す。 〔ピルビン酸メチルの製造〕実施例26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26と
同様に気相接触反応を行って、α−ケトン酸エステルと
してピルビン酸メチルを得た。その結果を表5に示す。
【0064】実施例28 〔触媒の調製〕実施例19において、炭化ケイ素を、粒
径4.7mm、比表面積0.05m2/g以下、シリカ
含量11.8重量%のα−アルミナ(SA−5020
5:ノートン製)に変えたことのほかは、実施例19と
同様に触媒を調製した。得られた触媒の分析結果を表5
に示す。 〔ピルビン酸メチルの製造〕実施例26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26と
同様に気相接触反応を行って、α−ケトン酸エステルと
してピルビン酸メチルを得た。その結果を表5に示す。
【0065】比較例8 〔触媒の調製〕比較例5と同様に触媒を調製した。得ら
れた触媒の分析結果を表5に示す。 〔ピルビン酸メチルの製造〕実施例26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26と
同様に気相接触反応を行って、α−ケトン酸エステルと
してピルビン酸メチルを得た。その結果を表5に示す。
【0066】実施例29 〔触媒の調製〕実施例19と同様に触媒を調製した。得
られた触媒の分析結果を表5に示す。 〔フェニル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、空気のフィード量
を35ml/minに、窒素のフィード量を70ml/
minに変え、更に該グリコール酸エステル溶液に代え
てメタノール/マンデル酸メチル(重量比)=6のα−
ヒドロキシカルボン酸エステル溶液17.0g/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
反応を行って、α−ケトン酸エステルとしてフェニルグ
リオキシル酸メチルを得た。その結果を表5に示す。
【0067】実施例30 〔触媒の調製〕実施例19と同様に触媒を調製した。得
られた触媒の分析結果を表5に示す。 〔フェニルグリオキシル酸メチルの製造〕実施例29に
おいて、触媒を上記触媒8mlに変え、空気のフィード
量を56ml/minに変え、更に該α−ヒドロキシカ
ルボン酸エステル溶液のフィード量を30.7g/hr
に変えたことのほかは、実施例29と同様に気相接触反
応を行って、α−ケトン酸エステルとしてフェニルグリ
オキシル酸メチルを得た。その結果を表5に示す。
【0068】実施例31 〔触媒の調製〕実施例28と同様に触媒を調製した。得
られた触媒の分析結果を表5に示す。 〔フェニルグリオキシル酸メチルの製造〕実施例29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29と同様に気相接触反応を行って、α−ケトン
酸エステルとしてフェニルグリオキシル酸メチルを得
た。その結果を表5に示す。
【0069】
【表5】
【0070】
【発明の効果】本発明により、公知のα−ケトン酸エス
テルの製造法が有していた、原料の種類、触媒の価格、
原料の転化率及び目的物の選択率(即ち、目的物の収
率)、目的物の生成速度(空時収量)に関する問題を解
決することができる。即ち、容易に調製できる安価で高
活性のリン酸銅触媒を通常の反応器に充填して、α−ヒ
ドロキシカルボン酸エステルと分子状酸素を気相で反応
させて、α−ヒドロキシカルボン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含めたα−ケ
トン酸エステルを、高選択率(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。
───────────────────────────────────────────────────── 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 C07C 67/313 // C07B 61/00 300 (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

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リン酸銅が担体に担持された触媒の存在
    下、α−ヒドロキシカルボン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α−ケトン酸エステ
    ルの製造法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP4742034B2 (ja) * 2004-05-20 2011-08-10 株式会社クラレ α−オキソカルボニル化合物の製造方法

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US5750768A (en) * 1995-08-24 1998-05-12 Nippon Shokubai Co., Ltd. Method of manufacturing α-oxocarboxylate and catalyst adopted in the method
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