JPH09221452A - カルボン酸エステルの製造方法 - Google Patents

カルボン酸エステルの製造方法

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JPH09221452A
JPH09221452A JP8025442A JP2544296A JPH09221452A JP H09221452 A JPH09221452 A JP H09221452A JP 8025442 A JP8025442 A JP 8025442A JP 2544296 A JP2544296 A JP 2544296A JP H09221452 A JPH09221452 A JP H09221452A
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JP
Japan
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catalyst
lead
palladium
calcium carbonate
alcohol
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JP8025442A
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English (en)
Inventor
Yuji Mikami
裕司 三上
Akio Takeda
明男 竹田
Motomu Okita
求 大北
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルデヒドとアルコールから一段でカルボン
酸エステルを製造するための新規な触媒の提供。 【解決手段】 分子状酸素の存在下にアルデヒドとアル
コールからPd−Pb−X(X=Cr、Fe、Co、Z
n及びAgの少なくとも1種)−炭酸カルシウム触媒を
用いて液相でカルボン酸エステルを製造する。 【効果】 アルデヒドとアルコールから高選択率でカル
ボン酸エステルが製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルデヒドとアル
コールからカルボン酸エステルを一段で製造する方法、
その中でも特に、メタクロレイン、アクロレインから工
業的価値の高いメタクリル酸エステルやアクリル酸エス
テルを有利に製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、メタクリル酸エステルやアクリル
酸エステルの製造では、メタクロレインやアクロレイン
を触媒を用いて気相接触酸化によりカルボン酸を製造し
た後、アルコールと反応させエステル化してカルボン酸
エステルを製造する方法が工業化されている。この中で
も特に、メタクロレインの酸化に用いられているリン、
モリブデンを主成分とするへテロポリ酸塩系触媒には、
触媒の寿命や収率の面で欠点があるため改良研究が続け
られているのが現状である。また、この製法では酸化工
程、エステル化工程と二段にわたっていることから多大
な設備を必要とする欠点もある。
【0003】そこで、アルデヒドとアルコールから一段
でカルボン酸エステルを高収率で製造する試みがいくつ
か検討されている。気相法では、特公昭53−1549
2号公報にPd、P、Sb系触媒を用いて一段で製造す
る方法が提案されている。一方、液相法では、特公昭5
7−35856号、特公平4−72578号、特開昭5
7−50545号公報等にPd、Pb系触媒が、特開昭
61−243044号公報にPd、Te系触媒が、特公
昭57−35860号公報にPd、Tl、Hg系触媒
が、特公昭57−19090号公報にPd、アルカリ土
類金属、Zn、Cd系触媒が、特公昭61−60820
号、特公昭62−7902号、特開平5−148184
号公報等にPd、Bi系触媒が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
一段によるカルボン酸エステルの製造方法では、反応速
度が低い、反応生成物が濃度の低いカルボン酸エステル
のアルコール溶液として得られる、ギ酸メチル等の副生
成物が多く生成する、触媒の寿命が短い、収率がまだ十
分でない等の点で更なる改良が望まれている。
【0005】本発明の目的は、アルデヒドとアルコール
から一段でカルボン酸エステルを有利に製造するための
活性及び目的生成物の選択性の優れた新規な触媒を提供
することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、分
子状酸素の存在下にアルデヒドとアルコールを液相で反
応させてカルボン酸エステルを製造する方法において、
パラジウムと、鉛と、クロム、鉄、コバルト、亜鉛及び
銀からなる群より選ばれた少なくとも1種の元素とを炭
酸カルシウム上に存在させてなる触媒を用いることを特
徴とするカルボン酸エステルの製造方法である。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の製造方法において原料と
して使用するアルデヒドとしては、アセトアルデヒド、
プロピオンアルデヒド、イソブチルアルデヒド等の飽和
アルデヒド、アクロレイン、メタクロレイン、クロトン
アルデヒド等の不飽和アルデヒドが挙げられる。中で
も、メタクロレイン、アクロレイン及びこれらの混合物
は、工業的価値の高いメタクリル酸エステル及びアクリ
ル酸エステルを製造する場合の出発物質として重要であ
る。また、アルコールとしては、メタノール、エタノー
ル、イソプロパノール、アリルアルコール、メタリルア
ルコール等が挙げられる。
【0008】本発明で使用する触媒は、炭酸カルシウム
上に、パラジウムと鉛が存在していることが必須であ
り、これらに加えて更に、クロム、鉄、コバルト、亜鉛
及び銀からなる群より選ばれた少なくとも1種の元素が
炭酸カルシウム上に存在してなる触媒である。触媒成分
の原料化合物としては、パラジウムの原料として、酢酸
パラジウム、塩化パラジウム、硝酸パラジウム、硫酸パ
ラジウム、塩化パラジウムアンモニウム、パラジウムア
ンミン錯塩等が、鉛の原料として、酢酸鉛、炭酸鉛、塩
化鉛、硝酸鉛、硫酸鉛、酒石酸鉛、クエン酸鉛等が使用
できる。また、クロムの原料として、酢酸クロム、塩化
クロム、水酸化クロム、硝酸クロム、硫酸クロム、酸化
クロム等が、鉄の原料として、クエン酸鉄、シュウ酸
鉄、硫酸鉄、塩化鉄、硝酸鉄等が、コバルトの原料とし
て、酢酸コバルト、炭酸コバルト、塩化コバルト、硝酸
コバルト、硫酸コバルト、ギ酸コバルト、シュウ酸コバ
ルト等が、亜鉛の原料として、酢酸亜鉛、炭酸亜鉛、塩
化亜鉛、クエン酸亜鉛、硝酸亜鉛、硫酸亜鉛等が、銀の
原料として、酢酸銀、炭酸銀、塩化銀、硝酸銀、硫酸
銀、酸化銀等が使用できる。
【0009】触媒成分の炭酸カルシウムに対する含有量
は、炭酸カルシウムを基準としてパラジウムについては
還元された金属の形で1〜15重量%、好ましくは3〜
13重量%である。鉛については、金属の形または鉛化
合物の形で、金属として計算して0.1〜15重量%、
好ましくは0.5〜12重量%である。また、クロム、
鉄、コバルト、亜鉛及び銀からなる群より選ばれた少な
くとも1種の元素については、これらの金属の形または
これらの金属化合物の形で、金属として計算して0.1
〜7重量%、好ましくは0.3〜5重量%である。
【0010】なお本発明においては炭酸カルシウム自体
も触媒としての効能を有するものである。
【0011】この触媒は、常法にしたがって製造するこ
とができる。一例として、炭酸カルシウム上にパラジウ
ム、鉛及び鉄を含有させた触媒の調製法につき説明する
と、炭酸カルシウム粉末を水中に入れ、これに所定量の
塩化パラジウム溶液を加えて撹拌する。次いで、生成懸
濁液をホルマリン等の還元剤で還元して金属パラジウム
を析出させ、ろ過した後、酢酸鉛及び硝酸第二鉄の水溶
液に浸漬し、所望により再度還元剤で還元して金属を析
出させ、ろ過したのち、減圧下で乾燥して調製すること
ができる。また、このようにして調製した触媒は、常法
にしたがって活性化することもできる。
【0012】本発明の製造方法における原料化合物のア
ルデヒドとアルコールの供給比率は、モル比で1:10
0〜1:1が適当であり、特に1:80〜1:3が好ま
しい。
【0013】反応は、通常、原料化合物の混合液からな
る液相で実施するが、反応成分に対して不活性溶媒、例
えばヘキサン、ベンゼン、ジオキサン等を用いることも
できる。触媒は懸濁状態で用いることが好ましい。反応
形式は、回分式、半回分式、連続式のいずれでもよい。
【0014】本発明で用いる酸化剤としての分子状酸素
は、空気、酸素富化した空気、酸素、過酸化水素等を用
いることができ、通常は反応系に空気等のガスを吹き込
むことにより供給される。
【0015】本発明の方法は、反応温度が0〜100℃
で実施するのが適当であり、30〜80℃が好ましい。
反応は常圧で行えるが、加圧下で行ってもよい。また、
必要に応じて反応液中にハイドロキノン、p−メトキシ
フェノール等の重合防止剤を添加してもよい。
【0016】
【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の方
法を更に詳しく説明する。炭酸カルシウムに対する金属
化合物の含有量は、炭酸カルシウムを基準としての金属
として計算した重量%を意味する。なお、反応生成物の
分析は、ガスクロマトグラフイーにより行った。また、
表1中の転化率(%)及び選択率(%)は特にことわり
のない限りメタクロレインの転化率(%)及びメタクリ
ル酸メチルの選択率(%)を意味する。
【0017】[実施例1]テトラアンミンパラジウム硝
酸塩1.40gを純水20mlに溶解し、これに炭酸カ
ルシウム10gを加え撹拌しながら1時間還流した。次
いで水分を除去したのちホルマリン水溶液20mlを加
え、ろ過、水洗し、固形物を得た。次に、酢酸鉛0.1
8g及び硝酸第二鉄0.72gを純水40mlに溶解し
た溶液に上記固形物を加え、60℃で1時間混合した。
混合後、ホルマリン水溶液15mlを加え、ろ過、水洗
したのち乾燥し、5重量%パラジウム−1重量%鉛‐1
重量%鉄を含有した炭酸カルシウム触媒を得た。
【0018】200mlの還流器付きフラスコに、上記
で調製した触媒2.0g、メタクロレイン3.5g及び
メタノール80gを投入した。更に反応液のpHが1
0.5になるように0.03規定のNaOHメタノ−ル
溶液を加え、空気を毎分100mlの速度で吹き込みな
がら浴温70℃で4時間反応させメタクリル酸メチルの
合成を行った。反応生成物を捕集し分析した結果、メタ
クロレインの転化率82.9%、メタクリル酸メチルの
選択率96.0%であった。
【0019】[実施例2]硝酸第二鉄の代わりに硝酸ク
ロム0.77gを使用した以外は実施例1と同じ方法で
触媒を調製し、5重量%パラジウム−1重量%鉛−1重
量%クロムを含有した炭酸カルシウム触媒を得た。この
触媒を用いて実施例1と同じ反応条件でメタクリル酸メ
チルの合成を行なった結果のメタクロレインの転化率と
メタクリル酸メチルの選択率を表1に示した。
【0020】[実施例3]硝酸第二鉄の代わりに酢酸コ
バルト0.42gを使用した以外は実施例1と同じ方法
で触媒を調製し、5重量%パラジウム−1重量%鉛−1
重量%コバルトを含有した炭酸カルシウム触媒を得た。
この触媒を用いて実施例1と同じ反応条件でメタクリル
酸メチルの合成を行なった結果を表1に示した。
【0021】[実施例4]硝酸第二鉄の代わりに酢酸亜
鉛0.34gを使用した以外は実施例1と同じ方法で触
媒を調製し、5重量%パラジウム−1重量%鉛−1重量
%亜鉛を含有した炭酸カルシウム触媒を得た。この触媒
を用いて実施例1と同じ反応条件でメタクリル酸メチル
の合成を行なった結果を表1に示した。
【0022】[実施例5]硝酸第二鉄の代わりに酢酸銀
0.16gを使用した以外は実施例1と同じ方法で触媒
を調製し、5重量%パラジウム−1重量%鉛−1重量%
銀を含有した炭酸カルシウム触媒を得た。この触媒を用
いて実施例1と同じ反応条件でメタクリル酸メチルの合
成を行なった結果を表1に示した。
【0023】[実施例6]硝酸第二鉄0.72g及び酢
酸亜鉛0.17gを水50mlに溶解した溶液に、5重
量%パラジウム−1重量%鉛を含有した炭酸カルシウム
10g(N.E.CHEMCAT製)を加え60℃で1
時間混合した。混合後、ホルマリン水溶液15mlを加
え、ろ過、水洗したのち乾燥し、5重量%パラジウム−
1重量%鉛−1重量%鉄−0.5重量%亜鉛を含有した
炭酸カルシウム触媒を得た。この触媒を用いて実施例1
と同じ反応条件でメタクリル酸メチルの合成を行なった
結果を表1に示した。
【0024】[実施例7]実施例1で調製した触媒を、
反応で4.0gに増やした以外は実施例1と同じ反応条
件でメタクリル酸メチルの合成を行なった。その結果を
表1に示した。
【0025】[実施例8]200mlの還流器付きフラ
スコに、実施例1で調製した触媒を4.0g、メタクロ
レイン7.0g及びメタノール80gを投入した。更に
反応液のpHが10.5になるように0.03規定のN
aOHメタノール溶液を加え、空気を毎分200mlの
速度で吹き込みながら浴温70℃で4時間反応させた。
反応生成物を捕集し分析した結果、メタクロレインの転
化率79.8%、メタクリル酸メチルの選択率94.5
%であった。
【0026】[実施例9]実施例1の触媒を用い、反応
浴温を40℃にした以外は実施例1と同じ反応条件でメ
タクリル酸メチルの合成を行なった。その結果を表1に
示した。
【0027】[実施例10]実施例1の触媒を用い、反
応浴温を55℃にした以外は実施例1と同じ反応条件で
メタクリル酸メチルの合成を行なった。その結果を表1
に示した。
【0028】[実施例11]実施例1で酢酸鉛の量を
0.37gにした以外は実施例1と同じ触媒調製方法で
触媒を調製し、5重量%パラジウム−2重量%鉛−1重
量%鉄を含有した炭酸カルシウム触媒を得た。この触媒
を用いて実施例1と同じ反応条件でメタクリル酸メチル
の合成を行なった結果を表1に示した。
【0029】[実施例12]実施例1の触媒でメタクロ
レインの代わりにアクロレインを2.80g使用した以
外は実施例1と同じ反応条件でアクリル酸メチルの合成
を行なった。その結果を表1に示した。表1中、転化率
はアクロレインの転化率を、選択率はアクリル酸メチル
の選択率を意味する。
【0030】[比較例1]5重量%パラジウム−1重量
%鉛を含有した炭酸カルシウム触媒(N.E.CHEM
CAT製)を用いて実施例1と同じ反応条件でメタクリ
ル酸メチルの合成を行なった。その結果を表1に示し
た。
【0031】[比較例2]5重量%パラジウム−1重量
%鉛−1重量%鉄を含有した酸化マグネシウム触媒を調
製して、実施例1と同じ条件でメタクリル酸メチルの合
成を行なった。その結果を表1に示したが、一般的に担
体と称されている酸化マグネシウムを用いると選択率が
大幅に低下した。
【0032】
【表1】
【0033】
【発明の効果】上記実施例からも明らかなように、本発
明の製造方法によれば、触媒活性が高くかつ目的生成物
の選択率も良好に、アルデヒドとアルコールから一段で
カルボン酸エステルを製造することが可能である。
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 67/08 C07C 67/44 67/44 C07B 61/00 300 // C07B 61/00 300 B01J 23/64 103X

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分子状酸素の存在下にアルデヒドとアル
    コールを液相で反応させてカルボン酸エステルを製造す
    る方法において、パラジウムと、鉛と、クロム、鉄、コ
    バルト、亜鉛及び銀からなる群より選ばれた少なくとも
    1種の元素とを炭酸カルシウム上に存在させてなる触媒
    を用いることを特徴とするカルボン酸エステルの製造方
    法。
JP8025442A 1996-02-13 1996-02-13 カルボン酸エステルの製造方法 Pending JPH09221452A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998042653A1 (fr) * 1997-03-24 1998-10-01 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Procede servant a preparer des esters d'acide carboxylique et catalyseur
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JP2003048863A (ja) * 2001-08-03 2003-02-21 Asahi Kasei Corp カルボン酸エステル合成反応器内のpH制御方法
JP2012514590A (ja) * 2009-01-06 2012-06-28 アルケマ フランス バイオマス由来のメチルメタクリレートの製造方法

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