JPH09143109A - シクロアルキルヒドロペルオキシド、シクロアルカノール及びシクロアルカノン混合物の製造法 - Google Patents

シクロアルキルヒドロペルオキシド、シクロアルカノール及びシクロアルカノン混合物の製造法

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JPH09143109A
JPH09143109A JP7309102A JP30910295A JPH09143109A JP H09143109 A JPH09143109 A JP H09143109A JP 7309102 A JP7309102 A JP 7309102A JP 30910295 A JP30910295 A JP 30910295A JP H09143109 A JPH09143109 A JP H09143109A
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cycloalkanol
cycloalkanone
reaction
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Kohei Ninomiya
康平 二宮
Tomohiko Yamamoto
智彦 山本
Kouji Kaiiso
孝二 海磯
Joji Kawai
譲治 河井
Tatsuya Naito
龍也 内藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、シクロルカノンを分子状酸素で酸
化して、シクロアルキルヒドロペルオキシド、シクロア
ルカノール及びシクロアルカノン混合物を高反応速度及
び高選択率で製造できる方法を提供することを課題とす
る。 【解決手段】 本発明の課題は、シクロアルカン、コバ
ルト化合物及びN−ヒドロキシジカルボキシイミドから
なる溶液を分子状酸素と接触させてシクロアルカンを酸
化することを特徴とするシクロアルキルヒドロペルオキ
シド、シクロアルカノール及びシクロアルカノン混合物
の製造法によって達成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シクロアルカンを
分子状酸素で酸化してシクロアルキルヒドロペルオキシ
ド、シクロアルカノール及びシクロアルカノン混合物を
高反応速度及び高選択率で製造する方法に関する。シク
ロアルキルヒドロペルオキシドはシクロアルカノール及
びシクロアルカノンの製造原料として、またシクロアル
カノール及びシクロアルカノンは、ナイロン等のポリア
ミド系高分子用モノマーの製造原料、化学品の合成中間
体及び有機溶剤などとして非常に有用な化合物である。
【0002】
【従来の技術】N−ヒドロキシジカルボキシイミドを添
加してシクロアルカンを分子状酸素で酸化する方法とし
ては、コバルトアセチルアセトナトの存在下、N−ヒド
ロキシフタルイミドを添加して酢酸中でシクロアルカン
を酸化する方法が知られている(94年日本化学会第6
8回秋季年会講演予稿集2A602)。しかしながら、
この方法においては高次酸化物であるアジピン酸が多く
生成し、シクロアルキルヒドロペルオキシド、シクロア
ルカノール及びシクロアルカノン混合物を選択的に得る
には至っていない。また、反応速度を高めるために、極
めて多量の触媒(コバルトアセチルアセトナト)とN−
ヒドロキシフタルイミドを用いなければならないという
問題もある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、シクロアル
カンを分子状酸素で酸化する方法において、高次酸化物
であるアジピン酸等の副生を抑制し、シクロアルキルヒ
ドロペルオキシド、シクロアルカノール及びシクロアル
カノン混合物を高反応速度及び高選択率で製造できる方
法を提供することを課題とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、シクロ
アルカン、コバルト化合物及びN−ヒドロキシジカルボ
キシイミドからなる溶液を分子状酸素と接触させてシク
ロアルカンを酸化することを特徴とするシクロアルキル
ヒドロペルオキシド、シクロアルカノール及びシクロア
ルカノン混合物の製造法によって達成される。
【0005】
【発明の実施の形態】シクロアルカンとしては、シクロ
ペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオ
クタン、シクロノナン、シクロデカン、シクロドデカ
ン、シクロペンタデカン、シクロヘキサデカン等の炭素
数5〜20のシクロアルカンが用いられる。
【0006】コバルト化合物としては、(1)塩化コバ
ルト、臭化コバルト等のコバルトのハロゲン化物、
(2)酢酸コバルト、オクチル酸コバルト、ステアリン
酸コバルト、ナフテン酸コバルト等のコバルトの有機酸
塩、(3)ビス(アセチルアセトナト)コバルト、トリ
ス(アセチルアセトナト)コバルト、ジクロロビス(ト
リフェニルホスフィン)コバルト等のコバルトのアセチ
ルアセトナト錯体やトリフェニルホスフィン錯体、及び
(4)これらの混合物などが用いられる。なお、コバル
トの錯体は公知の化合物であり、相当する塩化コバルト
を出発原料として容易に合成することができる。これら
のコバルト化合物の中ではコバルトの有機酸塩やコバル
トの錯体が好ましく、中でもオクチル酸コバルトやトリ
ス(アセチルアセトナト)コバルトが特に好ましい。
【0007】コバルト化合物は触媒として使用されるの
で、その使用量は微量でよく、シクロアルカンに対して
コバルト金属として通常0.001〜100重量pp
m、好ましくは0.05〜50重量ppmである。
【0008】N−ヒドロキシジカルボキシイミドとして
は、N−ヒドロキシフタルイミド、N−ヒドロキシナフ
タルイミド等のN−ヒドロキシ芳香族ジカルボキシイミ
ド、N−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカ
ルボキシイミド、N−ヒドロキシコハク酸イミド、N−
ヒドロキシマレイン酸イミド等のN−ヒドロキシ脂肪族
ジカルボキシイミドが用いられる。これらN−ヒドロキ
シジカルボキシイミドは単独でもまた複数のものを組み
合わせて用いても差し支えない。N−ヒドロキシジカル
ボキシイミドの使用量は、シクロアルカンに対して通常
0.0001〜10モル%、好ましくは0.001〜1
モル%である。
【0009】分子状酸素としては、純粋の酸素ガスや、
窒素ガス等の不活性ガスで希釈された酸素ガス(例えば
空気)など、分子状酸素を含有するガスが用いられる。
その供給方法は特に制限されるものではなく、公知の方
法、例えば反応液に該ガスを吹き込む方法や単に反応系
を該ガス雰囲気下におく方法などによって、下記の反応
条件下で分子状酸素が供給される。
【0010】本発明の反応は、シクロアルカン、コバル
ト化合物及びN−ヒドロキシジカルボキシイミドからな
る溶液に分子状酸素を上記の方法で供給して、この溶液
を分子状酸素と接触させることによって行われる。反応
温度は通常20〜250℃、好ましくは50〜200
℃、更に好ましくは100〜180℃であり、反応圧は
通常1〜20気圧である。なお、反応中に生じる熱を放
出して反応温度を適切に制御するため、反応は、例えば
還流冷却器及び攪拌装置を備えた反応器で実施される。
【0011】本発明では反応に特別な溶媒は必要とされ
ず、シクロアルカン中で反応を行うことが好ましい。酢
酸等の溶媒を用いるとアジピン酸等の副生物が増加して
目的物の選択率を低下させるために好ましくない。
【0012】反応終了後、得られた反応液は必要であれ
ば水又はアルカリ洗浄されて、酸が除去される。そし
て、生成したシクロアルキルヒドロペルオキシドは公知
の方法によって分解され、次いでシクロアルカノール及
びシクロアルカノンが蒸留等により分離精製される。未
反応のシクロアルカンは蒸留分離されて酸化反応に循環
再使用される。
【0013】
【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、シクロヘキサン転化率、シクロ
ヘキシルヒドロペルオキシド選択率、シクロヘキサノー
ル選択率及びシクロヘキサノン選択率は次式によりそれ
ぞれ求めた。
【0014】
【数1】
【0015】
【数2】
【0016】
【数3】
【0017】
【数4】
【0018】実施例1 還流冷却器、温度計、水分離器、ガス導入管及び攪拌装
置を備えた内容積1000mlのガラスライニングオー
トクレーブに、シクロヘキサン330g、N−ヒドロキ
シフタルイミド0.1g(シクロヘキサンに対して0.
016モル%)及びオクチル酸コバルト(シクロヘキサ
ンに対してコバルト金属として0.1重量ppm)を仕
込んだ。そして、攪拌下(800rpm)、窒素ガス
(圧力:10Kg/cm2 G、流量:60Nl/hr)
を流しながら加熱昇温した。温度が160℃に達した
後、窒素ガスを窒素−酸素混合ガス(圧力:10Kg/
cm2G、流量:60Nl/hr)に切り換えて酸化反
応を開始した。反応器内を10kg/cm2 Gに保って
30分間反応を行った後、得られた反応液を25℃まで
冷却して、蒸留及びガスクロマトグラフィーにより分析
した。その結果、シクロヘキサン転化率が3.7%で、
シクロヘキシルヒドロペルオキシド選択率が45.6
%、シクロヘキサノール選択率が26.8%、シクロヘ
キサノン選択率が16.4%であった。そして、これら
生成物(シクロヘキシルヒドロペルオキシド、シクロヘ
キサノール及びシクロヘキサノン)の合計選択率は8
8.8%であった。
【0019】実施例2 実施例1において、オクチル酸コバルトの使用量をシク
ロヘキサンに対してコバルト金属として1.0重量pp
mに変えたほかは、実施例1と同様に反応を行って得ら
れた反応液を分析した。その結果、シクロヘキサン転化
率が4.4%で、シクロヘキシルヒドロペルオキシド選
択率が33.9%、シクロヘキサノール選択率が33.
8%、シクロヘキサノン選択率が18.9%であった。
そして、これら生成物の合計選択率は86.6%であっ
た。
【0020】実施例3 実施例2において、N−ヒドロキシフタルイミドをN−
ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシ
イミド0.1g(シクロヘキサンに対して0.014モ
ル%)に変えたほかは、実施例2と同様に反応を行って
得られた反応液を分析した。その結果、シクロヘキサン
転化率が4.5%で、シクロヘキシルヒドロペルオキシ
ド選択率が28.2%、シクロヘキサノール選択率が4
0.0%、シクロヘキサノン選択率が18.6%であっ
た。そして、これら生成物の合計選択率は86.8%で
あった。
【0021】実施例4 実施例2において、N−ヒドロキシフタルイミドをN−
ヒドロキシコハク酸イミド0.1g(シクロヘキサンに
対して0.022モル%)に変えたほかは、実施例2と
同様に反応を行って得られた反応液を分析した。その結
果、シクロヘキサン転化率が3.3%で、シクロヘキシ
ルヒドロペルオキシド選択率が50.4%、シクロヘキ
サノール選択率が26.0%、シクロヘキサノン選択率
が11.9%であった。そして、これら生成物の合計選
択率は88.3%であった。
【0022】実施例5 実施例2において、オクチル酸コバルトをトリス(アセ
チルアセトナト)コバルト(シクロヘキサンに対してコ
バルト金属として1.0重量ppm)に変えたほかは、
実施例2と同様に反応を行って、得られた反応液を分析
した。その結果、シクロヘキサン転化率が4.5%で、
シクロヘキシルヒドロペルオキシド選択率が28.5
%、シクロヘキサノール選択率が36.8%、シクロヘ
キサノン選択率が20.0%であった。そして、これら
生成物の合計選択率は85.3%であった。
【0023】比較例1 実施例1と同様の耐圧ガラス製反応器に、シクロヘキサ
ン104.0g、N−ヒドロキシフタルイミド0.03
3g(シクロヘキサンに対して0.016モル%)、ト
リス(アセチルアセトナト)コバルト(シクロヘキサン
に対してコバルト金属として1.0重量ppm)及び酢
酸200mlを仕込んだ。そして、反応時間を10分間
に変えたほかは、実施例1と同様に反応を行って得られ
た反応液を分析した。その結果、シクロヘキサン転化率
が4.9%で、シクロヘキシルヒドロペルオキシド選択
率が3.6%、シクロヘキサノール選択率が19.2
%、シクロヘキサノン選択率が13.9%であった。そ
して、これら生成物の合計選択率は36.7%であっ
た。実施例及び比較例の結果を表1に示す。
【0024】
【表1】
【0025】
【発明の効果】本発明により、微量のコバルト化合物の
存在下、N−ヒドロキシジカルボキシイミドの使用量を
大幅に減少させてシクロアルカンを分子状酸素で効率よ
く酸化することが可能になり、その結果、シクロアルカ
ンからシクロアルキルヒドロペルオキシド、シクロアル
カノール及びシクロアルカノン混合物を高反応速度及び
高選択率で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 49/403 9049−4H C07C 49/403 A 409/06 9357−4H 409/06 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72)発明者 河井 譲治 山口県宇部市大字小串1978番地の10 宇部 興産株式会社宇部統合事業所内 (72)発明者 内藤 龍也 山口県宇部市大字小串1978番地の10 宇部 興産株式会社宇部統合事業所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シクロアルカン、コバルト化合物及びN
    −ヒドロキシジカルボキシイミドからなる溶液を分子状
    酸素と接触させてシクロアルカンを酸化することを特徴
    とするシクロアルキルヒドロペルオキシド、シクロアル
    カノール及びシクロアルカノン混合物の製造法。
  2. 【請求項2】 N−ヒドロキシジカルボキシイミドがN
    −ヒドロキシフタルイミド、N−ヒドロキシ−5−ノル
    ボルネン−2,3−ジカルボキシイミド、N−ヒドロキ
    シコハク酸イミド又はN−ヒドロキシマレイン酸イミド
    であることを特徴とする請求項1記載のシクロアルキル
    ヒドロペルオキシド、シクロアルカノール及びシクロア
    ルカノン混合物の製造法。
JP7309102A 1995-11-28 1995-11-28 シクロアルキルヒドロペルオキシド、シクロアルカノール及びシクロアルカノン混合物の製造法 Pending JPH09143109A (ja)

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