JPH10265435A - カルボン酸エステルの製造法 - Google Patents
カルボン酸エステルの製造法Info
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- JPH10265435A JPH10265435A JP9069624A JP6962497A JPH10265435A JP H10265435 A JPH10265435 A JP H10265435A JP 9069624 A JP9069624 A JP 9069624A JP 6962497 A JP6962497 A JP 6962497A JP H10265435 A JPH10265435 A JP H10265435A
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Abstract
テルを高い収率で製造する方法を提供する。 【解決手段】 少なくともパラジウムおよびX(Xはビ
スマスおよび/または鉛)が担体上に担持された触媒を
用いて、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、酸強度がpKa>4.8、かつ0℃における
アンモニア化学吸着量が0〜150μmol/g-触媒である
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
造法にある。
Description
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関するもの
である。
デヒドとアルコールからカルボン酸エステルを製造する
方法は公知である。このような製造方法に用いられる触
媒として、例えば、特公昭57−35856号、特公平
4−72578号、特開昭57−50545号公報等に
パラジウム−鉛系触媒、特開昭61−243044号公
報にパラジウム−テルル系触媒、特公昭57−3586
0号公報にパラジウム−タリウム−水銀系触媒、特公昭
57−19090号公報にパラジウム−アルカリ土類金
属−亜鉛−カドミウム系触媒、特公昭61−60820
号、特公昭62−7902号、特開平5−148184
号公報等にパラジウム−ビスマス系触媒が提案されてい
る。また、このような製造方法に用いられる触媒の担体
としては、例えば、特公昭57−35856号、特公昭
57−35860号公報に炭酸カルシウム、特公平4−
46618号公報に酸化亜鉛−アルミナ、チタニア−酸
化ランタン、酸化亜鉛−チタニア、特公平4−7257
8号公報に酸化亜鉛、特開昭57−50942号公報に
比表面積が70m2/g以下の担体、特開平5−148
184号公報には疎水性担体が提案されている。
成の触媒成分および/または担体の触媒でもカルボン酸
エステルの収率に差があり、この点を改良したカルボン
酸エステルを高い収率で製造できる方法が望まれてい
る。
からカルボン酸エステルを高い収率で製造する方法を提
供することにある。
くともパラジウムおよびX(Xはビスマスおよび/また
は鉛)が担体上に担持された触媒を用いて、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、酸強度が
pKa>4.8、かつ0℃におけるアンモニア化学吸着
量が0〜150μmol/g-触媒であ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法にある。
いられるアルデヒドとしては、例えば、ベンズアルデヒ
ド、メチルベンズアルデヒド、ニトロベンズアルデヒド
等の芳香族アルデヒド、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脂肪族アル
デヒド、アクロレイン、メタクロレイン、クロトンアル
デヒド等の不飽和脂肪族アルデヒドが挙げられる。ま
た、原料のアルコールとしては、例えば、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。
にパラジウムが触媒成分として担持されていることが必
須であり、さらにこれに加えて、ビスマスおよび/また
は鉛が触媒成分として担体上に担持されたものである。
ここで触媒とは、担体上に担持された触媒成分だけでな
く担体を含めたものを指す。触媒を製造する際に用いら
れるパラジウムの原料としては、例えば、酢酸パラジウ
ム、塩化パラジウム、硝酸パラジウム、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、ビスマス
の原料としては、酢酸ビスマス、炭酸ビスマス、塩化ビ
スマス、硝酸ビスマス、硫酸ビスマス等が、鉛の原料と
しては、酢酸鉛、炭酸鉛、塩化鉛、硝酸鉛、硫酸鉛、酒
石酸鉛、クエン酸鉛等の金属化合物が挙げられる。担体
上には、パラジウム、ビスマスおよび鉛以外に、クロ
ム、鉄、コバルト、亜鉛、バリウムおよび銀等の第3成
分が触媒成分として担持されていてもよい。触媒成分は
金属および/または金属化合物の形態で担体上に存在し
ている。
担体上に担持される各触媒成分の担持量は、担体100
重量部に対して、パラジウムは1〜15重量部、好まし
くは3〜13重量部、Xは0.1〜15重量部、好まし
くは0.5〜12重量部である。ここで、触媒成分が金
属化合物の場合は、金属化合物中の金属原子の重量によ
り担持量を求める。担体の種類としては、例えば、炭酸
カルシウム、酸化亜鉛、シリカ、シリカ−マグネシア等
が挙げられる。
媒の酸強度はpKa>4.8である必要がある。ここで
酸強度pKaとは、物質表面の酸性の程度を示す指標
で、その値が大きいほど酸性が弱いことを示している。
酸強度pKaは、「触媒」11,210〜216(19
69)に記載の方法に従い、所定の指示薬を用いてpK
aの範囲を測定する。酸強度がpKa≦4.8である触
媒を用いた場合には、アセタール等の副生成物の生成が
顕著になり、目的生成物であるカルボン酸エステルの収
率が低下する。
0℃におけるアンモニア化学吸着量(以下、アンモニア
化学吸着量という)は0〜150μmol/g-触媒である必
要がある。ここでアンモニア化学吸着量とは、0℃で触
媒1gに化学吸着するアンモニア量を指し、この値が大
きいほど触媒1g当たりの酸点の量(以下、酸量とい
う)が多いことを示す。アンモニア化学吸着量は、一般
に市販されている吸脱着装置を用いて、0℃におけるア
ンモニアの化学吸着量と物理吸着量を合わせた全吸着量
およびアンモニアの物理吸着量を測定し、その差から求
めることができる。アンモニア化学吸着量が150μmo
l/g-触媒を超える触媒を用いた場合には、アセタール等
の副生成物の生成が顕著になって目的生成物の収率が低
くなる。
製することができる。以下にシリカ−マグネシア担体に
パラジウム、ビスマスおよび鉄を担持させた触媒を例に
とって調製法の一例を説明する。まず、水に塩化パラジ
ウム、硝酸ビスマスおよび硝酸を加え加熱して溶解させ
る。ついでシリカ−マグネシア粉末を加えた後ホルマリ
ン等の還元剤を添加し、所定時間加熱しながら攪拌保持
する。この処理の後、濾過を行い、得られた固形物を硝
酸第二鉄の水溶液に浸漬する。この際、所望により還元
剤で再度還元して金属を析出させてもよい。再度濾過を
行い、固形物を乾燥させて触媒を得る。得られた触媒
は、常法により活性化することもできる。
つ0℃におけるアンモニア化学吸着量が0〜150μmo
l/g-触媒である触媒を用いて、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。原料のアルデヒドとアルコールの比
率は、モル比で1:100〜1:1が適当であり、特に
1:80〜1:3が好ましい。
媒は液相中に懸濁状態で分散させる。反応の形式は回分
式、半回分式、連続式のいずれでもよい。また、酸化剤
である分子状酸素源としては空気、酸素富化した空気、
酸素等を用いることができる。反応温度は0〜100
℃、好ましくは30〜80℃である。反応は常圧下で行
えるが、加圧下で行ってもよい。
らに詳しく説明するが、これらに限定されるものではな
い。触媒成分である金属および/または金属化合物の担
持量は、触媒成分中の金属原子の重量であり、触媒調製
に用いた原料の量から計算により求めた値である。触媒
組成は、触媒成分の元素記号の後に担体100重量部当
たりの担持量を記載し、「/」の後ろに担体を記載し
た。酸強度pKaは前出の「触媒」11,210〜21
6(1969)に記載の方法に従い測定を行った。0℃
におけるアンモニア化学吸着量はBET型の吸着測定装
置を用いて測定した。生成物の分析はガスクロマトグラ
フィーにより行った。原料のアルデヒドの反応率(以
下、反応率という)、目的生成物のカルボン酸エステル
の選択率(以下、エステルの選択率という)、副生成物
のアセタールの選択率(以下、アセタールの選択率とい
う)、目的生成物のカルボン酸エステルの収率(以下、
収率という)は以下の定義に従って算出した。 反応率(%) =B/A×100 エステルの選択率(%) =C/B×100 アセタールの選択率(%)=D/B×100 収率(%) =C/A×100 式中のA,B,C,Dはそれぞれ、 A:供給した原料アルデヒドのモル数 B:反応した原料アルデヒドのモル数 C:生成したカルボン酸エステルのモル数 D:生成したアセタールのモル数 である。
硝酸ビスマス0.46gおよび60重量%硝酸水溶液5
gを純水50mlに加熱溶解し、これに平均粒径100
μmのシリカ−マグネシア粉末10gを加え攪拌した。
ついで5重量%水酸化ナトリウムおよび5重量%ホルマ
リン含有水溶液50mlを添加し、70℃で30分間攪
拌した後、濾過、水洗、乾燥し、表1の触媒を得た。こ
の触媒を300mlの還流器付きフラスコに得られた触媒
2g、ベンズアルデヒド4.3gおよびメタノール80
gを入れ、空気を毎分100mlの流量で吹き込みなが
ら、50℃で2時間反応させた結果を表2に示す。
硝酸ビスマス0.46gおよび60重量%硝酸水溶液5
gを純水50mlに加熱溶解し、これに平均粒径100
μmのシリカ−マグネシア粉末10gを加え攪拌した。
ついで5重量%水酸化ナトリウムおよび5重量%ホルマ
リン含有水溶液50mlを添加し、70℃で30分間攪
拌した後、濾過、水洗した(固形物A)。次に、硝酸第
二鉄0.72gを純水40mlに溶解した溶液に固形物A
を加え攪拌した。ついで5重量%ホルマリン水溶液20
mlを加え、濾過、水洗した後、乾燥し、表1の触媒を得
た。この触媒を用いて実施例1と同じ条件で反応を行っ
た結果を表2に示す。
鉛0.34gを使用した以外は実施例2と同様にして触
媒を調製し、表1の触媒を得た。この触媒を用いて実施
例1と同じ条件で反応を行った結果を表2に示す。
硝酸鉛0.16gおよび60重量%硝酸水溶液2gを純
水50mlに加熱溶解し、これに平均粒径100μmの
シリカ−マグネシア粉末10gを加え攪拌した。ついで
5重量%水酸化ナトリウムおよび5重量%ホルマリン含
有水溶液50mlを添加し、80℃で30分間攪拌した
後、濾過、水洗、乾燥し、表1の触媒を得た。この触媒
を用いて実施例1と同じ条件で反応を行った結果を表2
に示す。
硝酸鉛0.16gおよび60重量%硝酸水溶液2gを純
水50mlに加熱溶解し、これに平均粒径100μmの
シリカ−マグネシア粉末10gを加え攪拌した。ついで
5重量%水酸化ナトリウムおよび5重量%ホルマリン含
有水溶液50mlを添加し、80℃で30分間攪拌した
後、濾過、水洗、乾燥した(固形物A)。次に、硝酸第
二鉄0.72gを純水40mlに溶解した溶液に固形物
Aを加え攪拌した。ついで5重量%ホルマリン水溶液2
0mlを加え、濾過、水洗した後、乾燥し、表1の触媒
を得た。この触媒を用いて実施例1と同じ条件で反応を
行った結果を表2に示す。
鉛0.34gを使用した以外は実施例5と同様にして触
媒を調製し、表1の触媒を得た。この触媒を用いて実施
例1と同じ条件で反応を行った結果を表2に示す。
二鉄0.72gおよび酢酸亜鉛0.17gを使用した以
外は実施例5と同様に触媒を調製し、表1の触媒を得
た。この触媒を用いて実施例1と同じ条件で反応を行っ
た結果を表2に示す。
硝酸鉛0.16g、硝酸ビスマス0.46gおよび60
重量%硝酸水溶液5gを純水50mlに加熱溶解し、こ
れに平均粒径100μmのシリカ−マグネシア粉末10
gを加え攪拌した。ついで5重量%水酸化ナトリウムお
よび5重量%ホルマリン含有水溶液80mlを添加し、
70℃で30分間攪拌した後、濾過、水洗、乾燥し、表
1の触媒を得た。この触媒を用いて実施例1と同じ条件
で反応を行った結果を表2に示す。
硝酸鉛0.16g、硝酸ビスマス0.46gおよび60
重量%硝酸水溶液5gを純水50mlに加熱溶解し、こ
れに平均粒径100μmのシリカ−マグネシア粉末10
gを加え攪拌した。ついで5重量%水酸化ナトリウムお
よび5重量%ホルマリン含有水溶液80mlを添加し、
70℃で30分間攪拌した後、濾過、水洗した(固形物
A)。硝酸第二鉄0.72gを純水40mlに溶解した溶
液に固形物Aを加え攪拌した。ついで5重量%ホルマリ
ン水溶液20mlを加え、ろ過、水洗した後、乾燥し、表
1の触媒を得た。この触媒を用いて実施例1と同じ条件
で反応を行った結果を表2に示す。
亜鉛0.34gを使用した以外は実施例9と同様に触媒
を調製し、表1の触媒を得た。この触媒を用いて実施例
1と同じ条件で反応を行った結果を表2に示す。
バリウム0.19gを、シリカ−マグネシアの代わりに
平均粒径100μmのシリカ粉末を使用した以外は実施
例9と同様に触媒を調製し、表1の触媒を得た。この触
媒を用いて実施例1と同じ条件で反応を行った結果を表
2に示す。
コバルト0.42gを、シリカ−マグネシアの代わりに
平均粒径100μmのシリカ粉末を使用した以外は実施
例9と同様に触媒を調製し、表1の触媒を得た。この触
媒を用いて実施例1と同じ条件で反応を行った結果を表
2に示す。
りに平均粒径6μmの炭酸カルシウム粉末を使用した以
外は実施例9と同様に触媒を調製し、表1の触媒を得
た。この触媒を用いて実施例1と同じ条件で反応を行っ
た結果を表2に示す。
用い、アルデヒドとしてp-メチルベンズアルデヒドを
5.02g用いた以外は実施例1と同じ条件で反応を行
った結果を表2に示す。
用い、ベンズアルデヒドの代わりにp-ニトロベンズアル
デヒドを6.41g用いた以外は実施例1と同じ条件で
反応を行った結果を表2に示す。
用い、ベンズアルデヒドの代わりにメタクロレインを
2.87g用い、反応時間を4時間とした以外は実施例
1と同じ条件で反応を行った結果を表2に示す。
用い、ベンズアルデヒドの代わりにメタクロレインを
2.87g用い、反応時間を4時間とした以外は実施例
1と同じ条件で反応を行った結果を表2に示す。
用い、ベンズアルデヒドの代わりにアクロレインを2.
3g用い、反応時間を4時間とした以外は実施例1と同
じ条件で反応を行った結果を表2に示す。
に平均粒径100μmのチタニアを用いた点以外は実施
例2と同様に触媒を調製し、表1の触媒を得た。この触
媒を用いて実施例1と同じ条件で反応を行った結果を表
2に示す。
に平均粒径50μmのジルコニアを用いた点以外は実施
例2と同様に触媒を調製し、表1の触媒を得た。この触
媒を用いて実施例1と同じ条件で反応を行った結果を表
2に示す。
ルコールからカルボン酸エステルを高い収率で製造する
ことができる。
Claims (1)
- 【請求項1】少なくともパラジウムおよびX(Xはビス
マスおよび/または鉛)が担体上に担持された触媒を用
いて、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、酸強度がpKa>4.8、かつ0℃におけるア
ンモニア化学吸着量が0〜150μmol/g-触媒である触
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
法。
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