JPH0920703A - 1,3−プロパンジオールの製法 - Google Patents
1,3−プロパンジオールの製法Info
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- JPH0920703A JPH0920703A JP7172407A JP17240795A JPH0920703A JP H0920703 A JPH0920703 A JP H0920703A JP 7172407 A JP7172407 A JP 7172407A JP 17240795 A JP17240795 A JP 17240795A JP H0920703 A JPH0920703 A JP H0920703A
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- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
オ−ルを高収率で製造する方法の提供。 【構成】 グリシドアルデヒドをアルコ−ル類含有水溶
液中でニッケル触媒の存在下,pH7.7からpH9.
8で,水素添加反応を行う1,3−プロパンジオ−ルの
製法。
Description
て有用な1,3−プロパンジオールの合成法に関するも
のであり、更に詳しくはグリシドアルデヒドを触媒の存
在下に水素により還元し1,3−プロパンジオールを合
成する方法に関する。
はグリセリン原料、エチレンオキサイドを用いるヒドロ
ホルミル化法、アクロレインを水和し3−ヒドロキシプ
ロパナールを還元する方法等が知られている。そのほか
にクロル化合物やニトロ化合物を経由する方法も知られ
ている。グリセリンを原料とする方法はAppl.En
viron.Microbiol.1987,Vol.
53.P.639等微生物(酵素)を用いるものや、U
SP4,642,394の様に合成ガスを同時に用いる
ものもある。エチレンオキサイドを用いるヒドロホルミ
ル化法としてはUSP4,873,378、USP4,
873,378、EP−A0257967,USP5,
053,562、EP−A0455261、USP5,
030,766等がある。アクロレインの水和ではUS
P5,093,537、特開平3−135932号、特
開平4−300844号、特開平5−279285号等
が知られている。
物利用法は、反応液濃度、反応速度、選択性などが工業
的レベルに至っていない。合成ガスと同時に反応する方
法は反応条件が厳しく、生成物の選択性が良くないため
実用的でない。アクロレインの水和反応を経由する方法
は、反応転化率を高くする事が出来ず、反応率を高める
と選択率が低下する欠点がある。またイオン交換体を用
いる特開平3−13592号、特開平4−300844
号はイオン交換樹脂が劣化する欠点がある。特開平5−
279285号はアクロレインの転化率が低く、毎回触
媒を蒸留除去する必要が有る等の欠点がある。本発明は
これらの問題点を克服した製法の提供にある。
についてその選択性と反応効率を検討した結果、グリシ
ドアルデヒドをアルコール類含有水溶液中弱塩基性で、
ニッケル触媒の存在下に水素添加すると、1,3−プロ
パンジオールが収率良く生成することを見いだし本発明
を完成した。本発明の原料であるグリシドアルデヒドは
各種エポキシ化触媒の存在下あるいは不存在下に過酸化
水素または過酸等の過酸化物によりアクロレインをエポ
キシ化して得ることが出来る。本発明はこの様にして得
られるグリシドアルデヒドをアルコール類含有水溶液中
弱塩基性で、ニッケル触媒の存在下に水素添加する事に
より、高収率で1,3−プロパンジオールを製造するこ
とに関する。
である。ニッケルは各種の形態で用いられる。ラネーニ
ッケル、各種単体に担持し、あるいは均一触媒として用
いる事もできる。特にラネーニッケルは反応速度、選択
率の面で優れている。更に、ラネーニッケル中にモリブ
デンが微量含有されていると、水素添加時の収率が向上
し、触媒寿命も良好である。パラジウムのような他のVI
II属系や銅系の一般的な水添触媒を用いると,反応速度
が遅かったり,1,2−プロパンジオ−ルの生成が多か
ったりして,実用的ではない.
以下に述べる。グリシドアルデヒドの水素添加反応は溶
液pHに大きく影響される。その原因の一つはグリシド
アルデヒドが強い酸性または強い塩基性の条件下では加
水分解を受けるためである。従って良好な反応収率を得
るための反応液のpHは7.7から9.8であるが、他
の要因との関係から好ましくは8.7から9.7であ
る。この条件下で水素添加反応は選択性良く実施でき
る。
が、好ましくは20℃から70℃、更に好ましくは30
℃から60℃の範囲が推奨される。あまり高い反応温度
ではグリシドアルデヒドのエポキシ基が分解し収率が低
下する。反応水素圧力は反応の速度には影響を及ぼす
が、反応の進路を変えるわけではないので、実用的な反
応速度となるような範囲にあれば差し支えないが、装置
費、反応の管理等の面から、0.02MPaから15M
Pa、更に好適には0.05から10MPaが選択され
る。
に、アクロレインのエポキシ化により製造できるが、こ
の際アクロレインよりも過酸化水素が過剰の時に高収率
が得られることが知られている。従って、グリシドアル
デヒドの反応液は過酸化物を含有していることが多い。
ところが、過酸化水素を含有している場合、生成したグ
リシドアルデヒドが更に酸化されグリシド酸になるなど
収率の低下を引き起こすばかりでなく、水素添加反応の
触媒ニッケルを失活させる欠点がある。また、残存する
過酸化水素を各種触媒で分解して反応に供する事は可能
であるが、この際グリシドアルデヒドが分解し収率低下
を引き起こす。しかしながら、過酸化水素の濃度が3重
量%以下であればアルコール類がある割合で反応液中に
存在するとニッケル触媒の失活が防げる他、比較的塩基
性の低い溶液中でも速い速度で水素添加反応が行えるた
め、グリシドアルデヒドが安定で、水素添加反応が高収
率で行なえる事が本発明者らにより見いだされ、アルコ
−ルを反応の制御に利用する本発明が考案されるに至っ
た。すなわち、アルコ−ルは主として触媒劣化の抑制に
関与しており、濃度が低すぎると触媒の劣化抑制に効果
がないため反応液中の15重量%以上あることが必要で
あるが、触媒に実用的な寿命をもたせるには20重量%
以上であることが好ましい。また、反応の誘導期の短縮
化等の面からは、更に好ましくは30重量%が選択され
る。しかし、80重量%を越える割合では反応液pHの
安定的コントロールに難が生じるため、それ以上の濃度
では通常用いられない。
の純度水準にあれば特に制限は無いが、アクロレインを
過酸化水素でエポキシ化するのが最も実用的である。そ
の場合、通常弱塩基性水溶液中で過酸化水素をアクロレ
インの1から1.2倍と若干過剰に使うが、この範囲で
用いてグリシドアルデヒドの収率が70から80%程度
以上となってていれば反応原料として問題なく使用でき
る。使用されるアルコールの種類としては炭素数1〜1
0のアルコール、例えばメタノール、エタノール、イソ
プロパノール、n−プロパノール、ブタノール類、シク
ロヘキサノール、オクタノール、エチレングリコール、
プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、
1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、グ
リセリン等が挙げられる。中でも、メタノール、1,3
−プロパンジオール等の炭素数4以下のアルコ−ルが推
奨される。反応は回分式でも連続でも行うことが出来
る。連続式の場合固定床でも流動床でも差し支えない。
次に実施例及び比較例に依って本発明を更に詳しく説明
するが、本発明は以下の実施例に依って限定されるもの
ではない。
反応フラスコに60%過酸化水素水2g、イオン交換水
30gと酢酸2.4gに水酸化ナトリウムを加えpHを
7.9に調整した。次に60%過酸化水素水22gと9
0%アクロレイン24gを1.5時間かけて滴下した。
反応中pHは7.9〜8.1に維持する様に水酸化ナト
リウム水溶液を滴下した。反応温度は20℃に維持し
た。滴下終了後0.5時間反応を継続した。反応終了後
分析の結果アクロレイン基準81%でグリシドアルデヒ
ドが生成していた。反応液中のグリシドアルデヒドの濃
度は19.8%であった。
手段で精製することにより、ガスクロマトグラフィ−純
度99.5%以上のグリシドアルデヒドが得られた。こ
の精製グリシルアルデヒド5.6gをメタノール20g
を含有する水酸化ナトリウム水溶液(pH9.3)40
g,ラネーニッケル2.0gと共に耐圧容器に仕込ん
だ。窒素置換、水素置換の後に水素圧を2.0MPaと
して撹拌を開始し、温度を45℃まで徐徐に昇温した。
1.5時間後に反応を終了し、触媒を濾別して生成物を
ガスクロマトグラフィ−で定量したところ、5.80g
の1,3−プロパンジオ−ルが生成していた。これはグ
リシドアルデヒド基準で98%以上の収率である。
水溶液20gにプロピレングリコール20gを加え(こ
の時、含有されたグリシドアルデヒドの総量は3.96
gであった。また、残存過酸化水素濃度は2.4重量%
であった。)、ラネーニッケル0.6gと共に耐圧容器
に入れた。窒素置換、水素置換後水素圧を1.5MPa
として攪拌を開始した。反応温度は20℃から徐々に4
0℃に昇温した。2時間後冷却、脱圧し反応液を分析し
た結果、グリシドアルデヒドは100%反応し残存せ
ず、1,3−プロパンジオール3.8gが生成してい
た。これはグリシドアルデヒド基準収率91%に相当す
る。
をpH7に調製した他は実施例3と同様に反応を行なっ
た。分析の結果、26%のグリシドアルデヒドが残存
し、3−ヒドロキシプロパナールがグリシドアルデヒド
基準15%で生成していたが、1,3−プロパンジオー
ルは生成しなかった。
例1と同様に反応を行なった。分析の結果グリシドアル
デヒド11%分が残存していたが、3−ヒドロキシプロ
パナールも1,3−プロパンジオールも生成していなか
った。
マンガン処理し過酸化水素を分解した。この時グリシド
アルデヒド濃度は14%に低下していた。この溶液をア
ルコールを入れなかったこと、反応時間を5時間に延ば
した以外は実施例3と同様に反応した。分析の結果1,
3−プロパンジオールがグリシドアルデヒド基準19%
収率で生成していた。
は実施例3と同様に行なった。分析の結果1,3−プロ
パンジオールがグリシドアルデヒド基準94%で生成し
ていた。
反応フラスコに60%過酸化水素水1g、イオン交換水
19gメタノール19gと酢酸1.2gに水酸化ナトリ
ウムを加えpHを7.9に調整した。次に60%過酸化
水素水11gと90%アクロレイン12gを1.5時間
かけて滴下した。反応中pHは7.9〜8.1に維持す
る様に水酸化ナトリウムの水メタノール溶液(重量比5
0/50)を滴下した。反応温度は20℃に維持した。
滴下終了後0.5時間反応を継続した。反応終了後分析
の結果アクロレイン基準80%でグリシドアルデヒドが
生成していた。反応液中のグリシドアルデヒドの濃度は
13.5%であった。この反応液を20g採って、ラネ
ーニッケル0.6gを加え、水素分圧0.2MPaで水
素添加反応を2時間行なった。反応終了後分析したとこ
ろ、グリシドアルデヒド基準95%で1,3−プロパン
ジオールが生成していた。
て実施例2と同様のことを試みたが、反応が全く進行し
ないか、1,2−プロパンジオ−ル等の目的外生成物の
生成収率が高いかの何れかであった。
ら1,3−プロパンジオールを高収率で製造することが
できる。
Claims (6)
- 【請求項1】グリシドアルデヒドをアルコール類含有水
溶液中でニッケル触媒の存在下、pH7.7からpH
9.8で、水素添加反応を行うことを特徴とする1,3
−プロパンジオールの製造法。 - 【請求項2】アルコールが炭素数1から10のモノアル
コール、ジオールまたはトリオールである請求項1記載
の方法。 - 【請求項3】ニッケル触媒がラネーニッケルである請求
項1記載の方法。 - 【請求項4】アルコール濃度が反応液にたいし15重量
%から80重量%である請求項1記載の方法。 - 【請求項5】アクロレインを弱塩基性水溶液中で過酸化
水素によりエポキシ化した、過酸化水素が3重量%以下
の濃度で残存するグリシドアルデヒド溶液に、アルコー
ル類を加えpH7.7からpH8.7で水素添加反応を
行うことを特徴とする1,3−プロパンジオールの製造
法。 - 【請求項6】アクロレインをアルコール濃度15重量%
から80重量%、pH7.8からpH8.5の弱塩基性
水溶液中で過酸化水素によりエポキシ化した、過酸化水
素が3重量%以下の濃度で残存するグリシドアルデヒド
溶液を、ラネーニッケルを用いて水素添加反応を行うこ
とを特徴とする1,3−プロパンジオールの製造法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP17240795A JP3781059B2 (ja) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | 1,3−プロパンジオールの製法 |
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-
1995
- 1995-07-07 JP JP17240795A patent/JP3781059B2/ja not_active Expired - Fee Related
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