JPH09169680A - シクロアルカノールとシクロアルカノンの製造方法 - Google Patents
シクロアルカノールとシクロアルカノンの製造方法Info
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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
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- C07C45/33—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties
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Abstract
化して、シクロアルカノールとシクロアルカノンを高反
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、シクロアルカンを、遷
移金属化合物の存在下、N−置換イミダゾールを添加し
て、分子状酸素で酸化することを特徴とするシクロアル
カノールとシクロアルカノンの製造方法によって達成さ
れる。
Description
分子状酸素で酸化してシクロアルカノールとシクロアル
カノンを高い反応速度及び高い選択率で製造する方法に
関する。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。
は、工業的にはナフテン酸コバルトのような遷移金属触
媒の存在下で行われている。しかしながら、この場合、
シクロアルカンの酸化速度やシクロアルカノール及びシ
クロアルカノンの選択率は充分なものではなく、酸化方
法の改良が望まれている。
カンを分子状酸素で酸化して、シクロアルカノールとシ
クロアルカノンを高反応速度及び高選択率で製造でき
る、工業的に好適なシクロアルカノールとシクロアルカ
ノンの製造方法を提供することを課題とする。
アルカンを、遷移金属化合物の存在下、N−置換イミダ
ゾールを添加して、分子状酸素で酸化することを特徴と
するシクロアルカノールとシクロアルカノンの製造方法
によって達成される。
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。
表される化合物である。
のシクロアルキル基、炭素数6〜10のアリール基又は
炭素数7〜11のアラルキル基を示す)
上の置換基Rが、(1)メチル基、エチル基、n−プロ
ピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル
基、n−ヘプチル基、n−オクチル基等の炭素数1〜8
のアルキル基、(2)シクロヘキシル基等の炭素数5〜
8のシクロアルキル基、(3)フェニル基等の炭素数6
〜10のアリール基、(4)ベンジル基等の炭素数7〜
11のアラルキル基であるN−置換イミダゾールが挙げ
られる。これらのN−置換イミダゾールでは、窒素原子
上の置換基Rが炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数6
〜10のアリール基であるものが好ましく、中でもN−
メチルイミダゾール及びN−フェニルイミダゾールが特
に好ましい。N−置換イミダゾールの添加量は、シクロ
ヘキサンに対して通常0.1〜10000重量ppm、
好ましくは1〜1000重量ppmである。
ム、マンガン、鉄、ニッケル、銅、ルテニウム、オスミ
ウム、セリウム、バナジウム等のシクロアルカンの酸素
酸化反応を触媒することができる遷移金属の化合物が用
いられる。これら遷移金属化合物の中では、コバルト、
クロム及びマンガンの化合物が好ましく、中でもコバル
トの化合物が最も好ましい。
について挙げれば、例えば以下のものが挙げられる。ま
た、コバルト以外の遷移金属についても、コバルトと同
様にそれぞれハロゲン化物、有機酸塩、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がその化合物と
して挙げられる。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、ヘキサン酸コバルト、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
等の炭素数2〜12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、(4)これらの混合
物などが用いられる。これら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。なお、これらのコバルト錯体
は公知の化合物であり、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。
で、その使用量は微量でよく、シクロアルカンに対し
て、遷移金属として通常0.001〜100重量pp
m、好ましくは0.01〜10重量ppmである。ま
た、遷移金属化合物は単独で使用されても混合されて使
用されてもよく、更にヘテロポリ酸、シリカゲル、アル
ミナ、チタニア、ジルコニア、ゼオライト、カーボン粉
末及び高分子等の担体に担持、吸着又は化学的に結合さ
せて使用されてもよい。
おいてシクロアルカンより不活性なものであれば使用す
ることができる。用いられる溶媒としては、例えばジク
ロロメタン、クロロホルム、エチレンジクロリド等の脂
肪族ハロゲン化炭化水素、酢酸エチル等のエステル、ア
セトニトリル等のニトリル、ベンゼン、トルエン、キシ
レン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素が挙げられ
る。溶媒を用いる場合、その使用量はシクロアルカンに
対して通常1〜10000容量倍である。
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ず、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
法によって分子状酸素が供給される。
移金属化合物及びN−置換イミダゾールそして必要であ
れば溶媒を含む反応液に、上記の方法で分子状酸素を供
給することによって行われる。遷移金属化合物やN−置
換イミダゾールがシクロアルカン又は溶媒に不溶である
場合、本発明では懸濁床や充填床のような不均一系で反
応を行うこともできる。酸化反応の反応温度は通常25
〜200℃、好ましくは50〜180℃であり、反応圧
はゲージ圧で通常大気圧から20気圧(atm)の範囲
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。
シクロアルカノンは、得られたシクロアルカンの酸化反
応液が必要に応じて水又はアルカリで洗浄されて酸が除
去された後、通常の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。
体的に説明する。なお、シクロアルカン転化率、シクロ
アルカノール選択率及びシクロアルカノン選択率は次式
によりそれぞれ求めた。
及び反応液取り出し口を備えた内容積500mlの耐圧
ガラス製オートクレーブに、シクロヘキサン(以下、C
xと称する)300g、オクチル酸コバルト1.746
mg(Cxに対してコバルト金属として1.0重量pp
m)及びN−メチルイミダゾール41.8mg(Cxに
対して139重量ppm)を仕込んだ。攪拌下(800
rpm)、窒素ガス(圧力:10atmG、流量:60
L/hr)を流しながら加温して温度が160℃に達し
た後、窒素ガスを空気(圧力:10atmG、流量:6
0L/hr)に切り換えてCxの酸化を開始した。13
分間反応を行った後、空気を窒素ガス(圧力:10at
mG、流量:60L/hr)に切り換えて、新たにオク
チル酸コバルト1.746mgを添加し、酸化反応液中
に存在するシクロヘキシルヒドロペルオキシド(以下、
CHPと称する)の分解を160℃で行った。なお、酸
化反応液1g中に0.0549mmol存在していたC
HPを完全に分解するには10分を要したので、Cx酸
化からCHP分解までの全反応時間は23分であった。
ラフィーによって分析したところ、Cx転化率が3.9
%で、シクロヘキサノール(以下、アノールと称する)
選択率が60.1%、シクロヘキサノン(以下、アノン
と称する)選択率が22.8%、アノールとアノンの合
計選択率は82.9%であった。
8.4mg(Cxに対して28重量ppm)に変えて、
Cx酸化を17分間行って、次いでCHP分解を12分
間行ったほかは、実施例1と同様にCxの酸化を行って
得られた反応液を分析した。その結果、Cx転化率が
4.5%で、アノール選択率が57.5%、アノン選択
率が24.1%、アノールとアノンの合計選択率は8
1.6%であった。
ニルイミダゾール8.4mg(Cxに対して28重量p
pm)に変えて、Cx酸化を17分間行って、次いでC
HP分解を12分間行ったほかは、実施例1と同様にC
xの酸化を行って得られた反応液を分析した。その結
果、Cx転化率が4.3%で、アノール選択率が57.
8%、アノン選択率が23.2%、アノールとアノンの
合計選択率は81.0%であった。
ことなく、Cx酸化を20分間行って、次いでCHP分
解を21分間行ったほかは、実施例1と同様にCxの酸
化を行って(全反応時間:41分)得られた反応液を分
析した。なお、この場合、CHP分解前の酸化反応液1
g中にはCHPが0.1388mmol存在していた。
その結果、Cx転化率が4.2%で、アノール選択率が
53.0%、アノン選択率が23.3%、アノールとア
ノンの合計選択率は76.2%であった。実施例及び比
較例の結果を表1に示す。
酸素で酸化してシクロアルカノールとシクロアルカノン
を高反応速度及び高選択率で製造することができる。即
ち、本発明の方法によれば、シクロアルカノールとシク
ロアルカノンの合計選択率を著しく向上させることがで
きるだけでなく、シクロアルカンの酸化速度を大幅に向
上させることができ、更にシクロアルキルヒドロペルオ
キシドの蓄積量が少ないためにその分解に要する時間も
著しく短縮することができるので、工業的に好適なシク
ロアルカノールとシクロアルカノンの製造方法を提供す
ることができる。
Claims (3)
- 【請求項1】 シクロアルカンを、遷移金属化合物の存
在下、N−置換イミダゾールを添加して、分子状酸素で
酸化することを特徴とするシクロアルカノールとシクロ
アルカノンの製造方法。 - 【請求項2】 遷移金属化合物がコバルト、クロム、マ
ンガン、鉄、ニッケル、銅、ルテニウム、オスミウム、
セリウム又はバナジウムの化合物であることを特徴とす
る請求項1記載のシクロアルカノールとシクロアルカノ
ンの製造方法。 - 【請求項3】 遷移金属化合物がコバルトの化合物であ
ることを特徴とする請求項1記載のシクロアルカノール
とシクロアルカノンの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33060195A JP3564838B2 (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | シクロアルカノールとシクロアルカノンの製造方法 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09169680A true JPH09169680A (ja) | 1997-06-30 |
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JP33060195A Expired - Fee Related JP3564838B2 (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | シクロアルカノールとシクロアルカノンの製造方法 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012084643A3 (en) * | 2010-12-22 | 2012-08-16 | Solvay Sa | Catalytic system and its use for the manufacture of vinyl chloride by hydrochlorination of acetylene |
JP2013014535A (ja) * | 2011-07-04 | 2013-01-24 | Yamaguchi Univ | シクロヘキサノンの製造方法 |
-
1995
- 1995-12-19 JP JP33060195A patent/JP3564838B2/ja not_active Expired - Fee Related
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