JPH1053539A - 有機化合物の反応方法および触媒 - Google Patents
有機化合物の反応方法および触媒Info
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Abstract
し、最少量の副生成物又は分解生成物が水素化の間に形
成され、さらに、触媒の分離、後処理及びリサイクルな
しに、有機化合物を反応させる方法を提供することであ
った。 【解決手段】 触媒がインサイトゥで担体に析出された
均一なルテニウム化合物又はその2種以上の混合物を有
する触媒の存在で有機化合物を反応させる方法、及び、
ルテニウム化合物又はその2種以上の混合物を有する溶
液を担体の中を通過させるか又は担体上を通過させるこ
とにより、均一なルテニウム化合物又はその2種以上の
混合物を担体上に析出させる方法により得られた担体触
媒。
Description
situ)で担体に析出された均一なルテニウム化合物又
はその2種以上の混合物を有する触媒の存在で有機化合
物を反応させる方法、及びルテニウム化合物又はその2
種以上の混合物を有する溶液を担体の中を通過させるか
又は担体上を通過させることにより、均一なルテニウム
化合物又はその2種以上の混合物を担体上に析出させる
方法により得られた担体触媒に関する。
1個のヒドロキシル基が芳香環に結合しており、有利に
さらに1個又は複数のヒドロキシル基、少なくとも1個
の置換又は非置換のC1〜C10アルキル基及び/又は少
なくとも1個のC1〜C10アルコキシ基が芳香環に結合
している芳香族化合物の水素化のための方法が提供され
る。さらに、本発明の方法においてモノアルキル置換さ
れたフェノールを用いるのが有利である。この方法にお
いて、単環式又は多環式芳香族化合物は、前記の触媒の
存在で水素化され、ヒドロキシル基を保持しつつ、相応
する環式脂肪族化合物が得られる。
クロヘキサノールは、多様な香料、薬品及び他のファイ
ンケミカル製品の製造のための重要な中間体である。こ
の環式脂肪族アルコールは、相応する芳香族前駆体の接
触水素化により簡便に得ることができる。
によるアルキルシクロヘキサノールの製造は公知であ
る。水素化触媒、特に担体に適用された触媒の存在での
アルキルフェノールの水素化により相応するアルキルシ
クロヘキサノールを得ることは多数記載されている。
属ロジウム、ルテニウム、パラジウム及びニッケルであ
る。使用された触媒担体は、炭素、炭酸バリウム及び特
に酸化アルミニウムである。
号明細書は、ニッケル触媒を用いたp−t−ブチルフェ
ノールのp−t−ブチルシクロヘキサノールへの水素化
を記載している。
01343号及び欧州特許(EP)第0141054号
明細書は、接触水素化による2−及び4−t−ブチルフ
ェノールからの2−及び4−t−ブチルシクロヘキサノ
ールの製造方法を記載している。この水素化は2段階で
実施され、第1の段階ではAl2O3上のパラジウム触媒
が用いられ、第2の段階ではAl2O3上のルテニウム触
媒が用いられる。担体上の金属含有量は0.1〜5重量
%である。この担体はさらに他に記載されていない。こ
の方法は、300barの圧力で、生成物の再循環を用
いて行われ、シス−t−ブチルシクロヘキサノールが有
利に得られ、0.1〜0.5%の副生成物が形成され
る。
書は、p−t−ブチルフェノールの接触水素化による、
p−t−ブチルシクロヘキサノール及びそのエステルの
製造方法を記載している。使用された触媒は炭素上の5
%のロジウム、炭酸バリウム上の5%のパラジウム及び
炭素上の5%のルテニウムである。炭素上のルテニウム
を使用する場合、この反応は70〜120barの圧力
で及び74〜93℃で実施される。66%のシス異性体
が水素化生成物として得られている。
09663号明細書は、相応するアルキルフェノールの
接触水素化によるシスアルキルシクロヘキサノールの製
造方法が記載されている。使用された触媒はAl2O3担
体上のルテニウムであり、水素化は40、60又は80
barの圧力で実施されている。得られた生成物は、有
利にシス−アルキルシクロヘキサノールであり、副生成
物として形成された0.1〜1%のアルキルベンゼンを
有している。
少なくとも1個のアミノ基が芳香環に結合している、有
利にさらに1個又は複数のアミノ基、少なくとも1個の
置換又は非置換のC1〜C10アルキル基及び/又は少な
くとも1個のC1〜C10アルコキシ基が芳香環に結合し
ている芳香族化合物を水素化する方法を提供する。モノ
アルキル置換されたアミンを使用するのが特に有利であ
る。
冒頭に記載された触媒の存在で水素化され、アミノ基を
保持しつつ、相応する環式脂肪族化合物が得られる。
シクロヘキシルアミン及びジシクロヘキシルアミンは、
ゴム及びプラスチックの老化防止剤の製造のため、腐食
防止剤として及び作物保護薬品ならびに繊維助剤の中間
体として使用される。さらに、環式脂肪族ジアミンは、
ポリアミド及びポリウレタンの製造において使用され、
さらに、エポキシ樹脂の硬化剤としても使用される。
接触水素化による環式脂肪族アミンの製造は公知であ
る。水素化触媒、特に担体に適用された触媒の存在での
芳香族アミンの水素化により相応する環式脂肪族アミン
を得ることは、数多く記載されている。
用いたラネーコバルト(JP43/3180)、ニッケ
ル触媒(US4914239、DE805518)、ロ
ジウム触媒(BE739376、JP7019901、
JP7235424)及びパラジウム触媒(US352
0928、EP501265、EP53181、JP5
9/196843)である。しかし、ルテニウム触媒は
最も使用されている。
明細書は、単環式又は多環式芳香族ジアミンを、相応す
る環式脂肪族アミンへ水素化する方法が記載されてお
り、この方法は担体ルテニウム触媒の存在で実施されて
いる。
は、相応する芳香族アミンの接触水素化によるシクロヘ
キシルアミンの製造方法を記載している。使用された触
媒は活性アルミニウムペレット上に微細に分配された形
のルテニウム金属を用いている。4回のリサイクルの後
に、触媒はその効力を失ってしまう。
は、担体上のルテニウム及びパラジウムからなる触媒を
用いる置換又は非置換のアニリンの水素化により、置換
又は非置換のシクロヘキシルアミン及び置換又は非置換
のジシクロヘキシルアミンの混合物の製造方法に関して
おり、この触媒はさらに、変性剤としてアルカリ金属化
合物も含有する。
書は、ルテニウム触媒の存在で、相応する芳香族化合物
の水素化によるアミノシクロヘキシル化合物の製造方法
を記載しており、この触媒活性化合物は、元素状のルテ
ニウム、酸化ルテニウム及びルテニウム塩(この場合、
ルテニウムはアニオンの形又はカチオンの形で存在す
る)からなるグループから選択される。この方法の例と
して、使用された触媒は別々の段階で製造及び乾燥さ
れ、比較的長い乾燥時間の後に反応容器中へ導入され
る。
法が米国特許(US)第2822392号明細書に記載
されている;この特許は、主に、アニリン及び水素を出
発材料として相互に向流で反応させるような特定の反応
器の使用に関している。
米国特許(US)第3697449号明細書は、さらに
アルカリ金属化合物を変性剤として有するルテニウム触
媒を用いた芳香族窒素含有化合物の接触水素化に関して
いる。
のC=O−基、例えばケトン、アルデヒド、カルボン酸
又はその誘導体、又はこれらの2種以上の混合物のよう
な有機化合物の水素化方法に関する。
書は、特定の構造を有する金属担体、その上に析出され
た活性アルミナのコーティング及び含浸によりコーティ
ング上に設置された0.03〜3重量%のルテニウムか
らなる水素化のためのルテニウム触媒を記載している。
この酸化物相は、活性アルミナの分散液中に担体を含浸
して、温度処理にさらすことにより製造されるか、又は
アルミニウムからなる金属担体の場合にはアルミニウム
を温度処理することにより製造される。さらに、この文
献は特にアルデヒド及びケトンの多様な水素化のための
触媒の使用を記載している。
前記の方法において使用されるルテニウム触媒は常に別
々の工程で製造されていた。この触媒は、触媒担体を活
性成分で含浸するか、活性成分を触媒担体上に吹き付
け、触媒を乾燥させ、次いで高温でか焼することにより
製造される。たいていの場合、この触媒は、水素流中で
高めた温度で、引き続き活性化される。
に述べたように、著しく高い収率又はほぼ完全な変換を
達成する、有機化合物を反応させる方法を提供すること
であった。本発明のもう一つの課題は、最少量の副生成
物又は分解生成物が水素化の間に形成されるような方法
を提供することであった。さらに、触媒の分離、後処理
及びリサイクルなしに、本発明の方法が実施できるべき
である。この方法は、長い触媒運転寿命及び極端に高い
ターンオーバー数を生じる触媒に関して高い処理量で実
施することができ、その際、相応する水素化生成物は高
い収率及び高い純度で得られるべきである。
を本発明による触媒を用いて反応させることにより、前
記したように、低分子量(モノマー)の及びポリマーの
有機化合物(ポリマー)を含めた有機化合物を、前記の
触媒の存在で反応させる方法により達成される。
量のルテニウムを含有せず、かつ触媒の除去なしでさら
に直接使用できることである。
い処理量で高いターンオーバー数を生じ、及び長い触媒
運転寿命が得られる。この場合、触媒に関する処理量は
この方法の時空収量であり、つまり単位時間あたり及び
存在する触媒の量あたりの変換された出発材料の量であ
る。運転寿命は、触媒を使用することができる時間であ
るか、触媒の特性を損なうことなしに又は生成物の特性
を明らかに変化させずに触媒を通過することができる未
反応の出発材料の量である。
成物は高い収率及び高い純度で得られる。
用された触媒は、それぞれ、機械的特性を損なうことな
しに300m3/m2の液体負荷量のもとで作業できるこ
とが見出された。このことは、極端に高い温度を有する
最適の物質変換、反応、有利に水素化の場合に安全に実
施することができることを意味する。
触反応することができる、低分子量(モノマー)の及び
ポリマーの有機化合物を含めた全ての有機化合物、特に
C−C二重結合又はC−C三重結合のような水素で処理
することができる基を有するようなものを包含する。
物を反応させる方法に関しており、その際この反応は、
水素化、脱水素、水素分析、アミノ化水素化又は脱ハロ
ゲン、さらに有利に水素化である。
化合物を使用することができる:
ヒドロキシル基が芳香環に結合している芳香族化合物、
少なくとも1個のアミノ基が芳香環に結合している芳香
族化合物、ケトン、アルデヒド、カルボン酸又はその誘
導体、少なくとも1個のC−C二重結合を有するポリマ
ー、少なくとも1個のC=O基を有するポリマー及び2
種以上のこれらの混合物を反応させるために、有利に水
素化するために有利である。
様な構造単位を有する有機化合物、例えばC−C多重結
合及びカルボニル基を有する有機化合物を反応すること
ができる。それというのも本発明の方法で使用された触
媒は、2つの基の一方を最初に選択的に水素化すること
ができるためである、つまりこの基の水素化は約90〜
100%に達し、他方の基はまず25%より少ない程度
で、一般に0〜7%の程度で反応、有利に水素化される
ためである。一般に最初にC−C多重結合が反応、例え
ば水素化され、引き続きC=O基が次に反応、例えば水
素化される。
環に結合している芳香族化合物」又は「少なくとも1個
のアミノ基が芳香環に結合している芳香族化合物」の用
語は、次の構造(I)の単位を有する全ての化合物を意
味する:
を表す]。
ヒドロキシル基及び少なくとも1個の置換又は非置換の
C1〜C10アルキル基及び/又はC1〜C10アルコキシ基
が芳香環に結合している芳香族化合物を使用する場合、
シス生成物対トランス生成物の得られた異性体比は、反
応条件(温度、溶剤)に依存して、広範囲に変化するこ
とができる。さらに、得られた化合物は、アルキルベン
ゼンの形成が実際に完全に回避されているため、他の精
製工程なしにさらに加工することができる。
と結合している前記の化合物と同様に、少なくとも1個
のアミノ基が芳香環と結合している芳香族化合物も、本
発明の方法により高い選択率で相応する環式脂肪族化合
物へ水素化することができる。さらにC1〜C10アルキ
ル基及び/又はC1〜C10アルコキシ基により置換され
たアミンは、シス及びトランス異性体に関して前記のこ
とが当てはまる。
成物、例えばシクロヘキサン又は部分的に水素化された
二量化生成物、例えばフェニルシクロヘキシルアミンの
形成は実際に完全に回避される。
る化合物の詳細:少なくとも1個のヒドロキシル基が芳香環に結合してい
る芳香族化合物 少なくとも1個のヒドロキシル基及び有利に少なくとも
1個の置換又は非置換のC1〜C10アルキル基及び/又
はアルコキシ基が芳香環と結合している芳香族化合物
は、本発明の方法によって、相応する環式脂肪族化合物
に水素化することができ、その際、これらの化合物の2
種以上の混合物を使用することもできる。使用された芳
香族化合物は単環又は多環の芳香族化合物であることが
できる。この芳香族化合物は、芳香環と結合した少なく
とも1個のヒドロキシル基を有する;このグループの最
も簡単な化合物はフェノールである。この芳香族化合物
は、有利に芳香環あたり1個のヒドロキシル基を有し、
かつ芳香環(単環又は多環)について1個以上のアルキ
ル及び/又はアルコキシ基、特に有利にC1〜C10アル
キル基及び/又はC1〜C10アルコキシ基、特にメチル
基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル
基、イソブチル基及びt−ブチル基により置換されてい
ることができる;アルコキシ基の中で、C1〜C8アルコ
キシ基、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ
基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基及
びt−ブトキシ基が有利である。この芳香環(単環又は
多環)及びアルキル基及びアルコキシ基は、非置換か又
はハロゲン原子、特にフッ素原子又は他の適当な不活性
の置換基により置換されていることができる。
きる化合物は、少なくとも1個の、有利に1〜4個の、
特に1個のC1〜C10アルキル基を有しており、このア
ルキル基は有利にヒドロキシル基と同様の芳香環に位置
している。有利な化合物は、(モノ)アルキルフェノー
ルであり、その際アルキル基は、ヒドロキシル基に対し
てo−、m−又はp−位置にあることができる。4−ア
ルキルフェノールとして公知のトランス−アルキルフェ
ノールが特に有利であり、その際、このアルキル基は、
有利に1〜10個の炭素原子を有し、特にt−ブチル基
である。4−t−ブチルフェノールが有利である。本発
明により使用することができる多環式の芳香族化合物
は、例えばβ−ナフトール、及びα−ナフトールであ
る。
に少なくとも1個の置換又は非置換のC1〜C10アルキ
ル基及び/又はアルコキシ基が芳香環と結合している芳
香族化合物は、アルキレン基、有利にメチレン基を介し
て結合している複数の芳香環を有していてもよい。結合
を形成するこのアルキレン基、有利にメチレン基は、1
個以上のアルキル置換基を有していることができ、この
アルキル置換基はC1〜C20アルキル基、有利にC1〜C
10アルキル基、特に有利にメチル、エチル、プロピル、
イソプロピル、ブチル又はt−ブチルを有することがで
きる。
環は、少なくとも1個の結合したヒドロキシル基を有し
ていることができる。このような化合物の例は、ビスフ
ェノールであり、これはアルキレン基、有利にメチレン
基に対して4位で結合している。
ル基、有利にC1〜C6アルキル基により置換されたフェ
ノール(このアルキル基は、非置換であるか又は芳香族
置換基により置換されていてもよい)、又はこれらの化
合物の2つ以上の混合物の反応が特に有利である。
p−t−ブチルフェノール、ビス(p−ヒドロキシフェ
ニル)ジメチルメタン又はこれらの混合物が反応され
る。
している芳香族化合物 本発明の方法は、少なくとも1個のアミノ基が芳香環に
結合している芳香族化合物を相応する環式脂肪族化合物
に水素化することも可能であり、その際、この化合物の
2つ以上の混合物も使用することができる。この芳香族
化合物は単環又は多環の芳香族化合物であることができ
る。この芳香族化合物は、芳香環に結合している少なく
とも1個のアミノ基を含有する。この芳香族化合物は有
利に芳香族アミン又はジアミンであり、この芳香環(単
環又は多環)又はアミノ基は1個以上のアルキル基及び
/又はアルコキシ基、有利にC1〜C20アルキル基、特
にメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、
ブチル基、イソブチル基及びt−ブチル基により置換さ
れていてもよい。アルコキシ基の中で、C1〜C8アルコ
キシ基、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ
基、ブトキシ基、イソブトキシ基及びt−ブトキシ基が
有利である。芳香環(単環又は多環)及びアルキル基及
びアルコキシ基は、非置換であるか、又はハロゲン原
子、特にフッ素原子又は他の適当な不活性の置換基によ
り置換されていてもよい。
している芳香族化合物は、アルキレン基、有利にメチレ
ン基を介して結合している複数の芳香環を有しているこ
とができる。結合を形成するこのアルキレン基、有利に
メチレン基は、1個以上のアルキル置換基を有すること
ができ、このアルキル置換基は、C1〜C20アルキル
基、有利にC1〜C10アルキル基、特に有利にメチル
基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル
基、s−ブチル基又はt−ブチル基であることができ
る。
あるか、又は1個又は2個の前記のアルキル基により置
換されていることができる。
アミン、ジアミノベンゼン、ジアミノトルエン及びビス
−p−アミノフェニルメタン又はこれらの混合物であ
る。
ば特にアルデヒド、ケトン、カルボン酸及びこの誘導
体、例えばカルボン酸エステル、カルボン酸ハロゲン化
物及びカルボン酸無水物、及び前記の化合物の2つ以上
の混合物を反応させる、特に水素化することができる。
20個のC原子を有するもの、例えばホルムアルデヒ
ド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、n−ブ
チルアルデヒド、バレルアルデヒド、カプロアルデヒ
ド、ヘプトアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、ア
クロレイン、クロトンアルデヒド、ベンズアルデヒド、
o−、m−、p−トルアルデヒド、サリチルアルデヒ
ド、アニスアルデヒド、バニリン、ケイ皮アルデヒド、
アセトン、メチルエチルケトン、2−ペンタノン、3−
ペンタノン、2−ヘキサノン、3−ヘキサノン、シクロ
ヘキサノン、イソホロン、メチルイソブチルケトン、酸
化メシチル、アセトフェノン、プロピオフェノン、ベン
ゾフェノン、ベンザルアセトン、ジベンザルアセトン、
ベンザルアセトフェノン、グリコールアルデヒド、グリ
オキサール、2,3−ブタンジオン、2,4−ペンタン
ジオン、2,5−ヘキサンジオン、テレフタルアルデヒ
ド、グルタルアルデヒド、ジエチルケトン、メチルビニ
ルケトン、アセチルアセトン、2−エチルヘキサナール
又はこれらの2つ以上の混合物を使用することができ
る。
COのコポリマーも使用される。
に1〜20個のC原子を有するようなものも反応させる
ことができる。特に次のようなものが挙げられる:カル
ボン酸、例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ
酪酸、n−吉草酸、ピバル酸、カプロン酸、ヘプタン
酸、オクタン酸、デカン酸、ラウリン酸、ミリスチン
酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アクリル酸、メタク
リル酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リノ
レン酸、シクロヘキサンカルボン酸、安息香酸、フェニ
ル酢酸、o−、m−、p−トルイル酸、o−、p−クロ
ロ安息香酸、o−、p−ニトロ安息香酸、サリチル酸、
p−ヒドロキシ安息香酸、アントラニル酸、p−アミノ
安息香酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル
酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン
酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、イ
ソフタル酸、テレフタル酸及びこれらの2つ以上の混合
物。
ルボン酸の塩化物及び臭化物、特に、アセチルクロリド
又はアセチルブロミド、ステアリン酸クロリド又はステ
アリン酸ブロミド、安息香酸クロリド又は安息香酸ブロ
ミドは、脱ハロゲンされる。
酸のC1〜C10アルキルエステル、特にギ酸メチル、酢
酸エステル、酪酸ブチルエステル、ジメチルテレフタレ
ート、ジメチルアジペート、メチル(メタ)アクリレー
ト、ブチロラクトン、カプロラクトン及びポリカルボン
酸エステル、例えばポリアクリル酸エステル及びポリメ
タクリル酸エステル及びこのコポリマー及びポリエステ
ル、例えばポリ(メチル(メタ)アクリレート);これ
らのエステルは特に水素化される、つまりエステルは相
応する酸及びアルコールに反応される。
の無水物、特に無水酢酸、プロパン酸無水物、安息香酸
無水物及び無水マレイン酸。
酸のアミド、ホルムアミド、アセトアミド、プロピオン
アミド、ステアラミド及びテレフアラミド。
酸、リンゴ酸、酒石酸又はクエン酸、又はアミノ酸、例
えばグリシン、アラニン、プロリン及びアルギニンを反
応することができる。
リル又はジニトリル、例えばアセトニトリル、プロピオ
ニトリル、ブチロニトリル、ステアリン酸ニトリル、イ
ソクロトン酸ニトリル、3−ブチンニトリル、2,3−
ブタジエンニトリル、2,4−ペンタジエンニトリル、
3−ヘキセン−1,6−ジニトリル、クロロアセトニト
リル、トリクロロアセトニトリル、乳酸ニトリル、フェ
ノールアセトニトリル、2−クロロベンゾニトリル、
2,6−ジクロロベンゾニトリル、イソフタロニトリ
ル、特に脂肪族のアルファ、オメガ−ジニトリル、例え
ばスクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリ
ル、ピメリックニトリル及びスベリンニトリル又はアミ
ノニトリル、例えば4−アミノ酪酸ニトリル、5−アミ
ノペンタン酸ニトリル、6−アミノヘキサン酸ニトリ
ル、7−アミノヘプタン酸ニトリル、8−アミノオクタ
ン酸ニトリル。
応を行うことができる:芳香族化合物、例えばベンゼ
ン、トルエン、キシレン、ナフタレン及びこれらの置換
誘導体の、相応する脂環式化合物への水素化;アルケン
又はアルキン、例えばエチレン、プロピレン、1−、2
−ブテン、1−、2−、3−及び4−オクテン、ブタジ
エン、及びヘキサトリエンの相応するアルカンへの水素
化;ニトロアルキル、例えばニトロエタン、ニトロメタ
ン、ニトロプロパン及び1,1−ジニトロエタンの相応
するアミンへの水素化;イミン、例えばキノンイミン、
ケチミン、ケテンイミン又は脂肪族イミン、例えばプロ
ピオアミン、ヘキサンイミンの水素化;ハロゲン原子を
含有する有機化合物、例えばハロゲン含有芳香族化合
物、例えばクロロベンゼン及びブロモベンゼン、ブロモ
トルエン及びクロロトルエン及びクロロキシレン及びブ
ロモキシレン(1つ以上のハロゲン原子により置換され
た化合物も含める)の脱ハロゲンも使用できる;アルコ
ール、例えばビニルアルコールのアミノ化水素化。
び第1級アミンから出発して、オキシムも反応させるこ
とができるか又は第2級アミンも製造することができ
る。
大分子の水素化、脱水素、水素化分解、アミノ化水素化
及び脱ハロゲンのためにも使用することができる。
能な基を有するポリマーの、前記の触媒の存在での反応
方法にも関しており、その際、C=O基を有するポリマ
ー、例えばジカルボン酸のポリエステル、不飽和モノカ
ルボン酸のポリエステル、例えばポリ(メタ)アクリレ
ート、オレフィン/CO−コポリマー又はポリケトンの
水素化が有利である。
基を有するポリマーを、前記の触媒の存在で水素化する
方法に関する。
を有するポリマー」の用語は、このような基を有する全
てのポリマーに関しており、特にモノマーの化合物に関
して前記したような構造(I)〜(VIII)又はハロ
ゲン原子を有する単位を有するポリマーに関している。
もちろん、言及されたポリマーはそれぞれの単位を少な
くとも1個有しており、2個以上の前記の構造の1個以
上の単位も、本発明により反応させるポリマー中に存在
することができる。
マーの平均分子量は、一般に約500〜約50000
0、有利に約1000〜約100000及び、有利に約
1000〜約50000である。
されるべきポリマーの例として、次のものが挙げられ
る:C−C二重結合を有するポリマー、例えばポリブタ
ジエン、例えばポリ(2,3−ジメチルブタジエン)、
ポリイソプレン、ポリアセチレン及びポリシクロペンタ
ジエン及びポリシクロヘキサジエン;C−C三重結合を
有するポリマー、例えばポリジアセチレン;芳香族基を
有するポリマー、例えばポリスチレン、アクリロニトリ
ル、ブタジエン及びスチレンのターポリマー、及びスチ
レンとアクリロニトリルのコポリマー;C−N三重結合
を有するポリマー、例えばポリアクリロニトリル、例え
ばコモノマーとしてビニルクロリド、ビニリデンクロリ
ド、ビニルアセテート又は(メタ)アクリル酸エステル
又はこれらの2種以上の混合物とのポリアクリロニトリ
ル−コポリマー;C−O二重結合を有するポリマー、例
えばポリエステル、ポリアクリルアミド、ポリ(アクリ
ル酸)、ポリ尿素及びポリケトン;C−S二重結合を有
するポリマー、例えばポリスルホン及びポリエーテルス
ルホン;ハロゲン含有ポリマー、例えばポリ(ビニルク
ロリド)及びポリ(ビニリデンクロリド);及び例えば
ポリマー類似反応により、ポリオレフィンのニトロ化に
より得ることができるニトロ基を含有するポリマー。
の例は、ポリイソプレン、ポリブタジエン、エチレン/
CO−コポリマー、プロピレン/CO−コポリマー、ポ
リ(メチル(メタ)アクリレート)、ポリテレフタレー
ト、ポリアジペート等である。
される。この反応、有利に水素化は、温度、例えばH2
圧力及びH2量の適当な選択によるような方法により実
施できるにもかかわらず、例えば水素化すべき基の1つ
の種類だけを反応することができ、他方で例えば水素化
すべき基の他の種類は水素化しないこともできる。
単位を有するポリマー、例えばC−C多重結合及びC=
O基を有するポリマーの反応、特に水素化のために特に
適している、それというのも、本発明による触媒は最初
にC−C多重結合を選択的に反応させることができ、例
えばこのような基の90〜100%の水素化を達成する
ことができ、他方で同時にC=O基は、25%より少な
い量で、及び一般に0〜約7%の量で反応、例えば水素
化される。
了後に、ポリマー中に存在する他の不飽和の基、例えば
C=O基はさらに水素を導入することにより、もちろん
ほぼ定量的反応が可能である。
及びリビングポリマーのために使用することもできる。
一なルテニウム化合物を有する触媒の存在で実施され
る。本発明の触媒は、均一なルテニウム化合物を反応器
中へ有機化合物と共に反応の間に導入することにより製
造することができ、その結果、ルテニウム化合物は反応
器中に存在する担体上に反応の間に析出する。
前に反応器中へ導入し、反応の間に反応器中に存在する
担体上に析出させることもできる。
トゥ」という用語は、触媒は別々に製造及び乾燥され、
次いで製造された触媒として反応器中へ導入されるので
はなく、本発明の目的のために触媒は、実際の反応の直
前又は実際の反応の間に反応器中で形成されるという意
味である。
テニウム化合物」という用語は、本発明により使用され
たルテニウム化合物が周囲の媒体、つまり水素化すべき
芳香族化合物自体中に又はこの化合物と少なくとも1種
の溶剤との混合物中にに可溶性であることを意味する。
ニトロシルニトレート及びニトレートであるが、ハロゲ
ン化物、炭酸塩、カルボン酸塩、アセチルアセトネー
ト、クロロ、ニトリド及びアミン錯体及び水和酸化物又
はこれらの混合物である。有利な化合物は、硝酸ニトロ
シルルテニウム、塩化ルテニウム(III)、硝酸ルテ
ニウム(III)及び水和された酸化ルテニウムであ
る。
は複数)に適用されるルテニウム化合物の量又は担体の
量は特定の方法で限定されないが、十分な触媒活性及び
この方法の経済性の観点から、ルテニウム塩又はルテニ
ウム錯体は担体(1種又は複数)に、触媒の総重量に対
して、担体に析出されるルテニウム0.01〜30重量
%の量で適用される。この量は、有利に0.2〜15重
量%、特に有利に約0.5重量%である。
く、かつ広い範囲で変動可能である。担体/触媒は、ス
トラクチャライズされたクロスパッキンの形で、モノリ
ス、リング、ヘリックス等として存在可能である。
ッパ特許(EP−A)第0564830号明細書及びヨ
ーロッパ特許(EP−A)第0198435号明細書中
に記載のように、金属メッシュ及び金属リング又はステ
アタイト体であるのが有利である。次に、本発明で特に
有利に使用される担体及びその製造を述べる。
テリアルナンバー1.4767、1.4401、2.46
10、1.4765、1.4847、1.4301等の精
錬スチールを使用するが、それというのも、その表面
を、活性成分で被覆する前に熱処理により粗くすること
ができるためである。メッシュ材料として特に有利に使
用されるのは、カンタル(マテリアルナンバー1.47
67)又はアルミニウムを含有する金属である。カンタ
ルは、Fe約75重量%、Cr約20重量%及びAl約
5重量%からなる合金である。熱処理のために、前記の
金属担体を、空気の存在下に、600〜1100、有利
に、800〜1000℃の温度に、1〜20、有利に1
〜10時間加熱し、次いで、冷却する。この前処理は、
ヨーロッパ特許(EP−A)第0564830号明細書
中に記載されており、かつ触媒活性に不可欠である。そ
れというのも、この熱処理を欠くと、実質的に、ルテニ
ウムは、金属担体にインサイトゥで析出し得ない。高い
温度での担体のこの処理の後に、担体を、ルテニウム化
合物で被覆するか、又は直接、反応器に装入する。
ーロッパ特許(EP−A)第0564830号明細書中
にも記載されているように、パラジウム金属、例えば、
Ni、Pd、Pt、Rh、有利にPdの層を、約0.5
〜約10nm、特に、約5nmの厚さで、前記の担体に
蒸着させることができる。更に、周期表のVIII副族
の前記の金属(パラジウム金属)は、含浸によっても析
出させることができる。金属含有率は、一般に、担体表
面に対して約1〜約5%である。
による触媒又は本発明で使用される触媒は、1種以上の
その他の金属で促進することができ、特に、周期表の
I、VI、VII又はVIII副族のもの、クロム、
鉄、コバルト、タンタル、モリブデン、イリジウム、レ
ニウム及び前記の白金族を殊に挙げることができる。一
般に、触媒に対するこれらの助触媒の含有率は、触媒の
全重量に対して、約0.01〜約15重量%、有利に、
約0.1〜約5重量%である。
は、特に、その上に蒸着による約5nmの厚さのパラジ
ウム層を有する熱処理されたカンタルのメッシュを、担
体として使用する。
炭、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、二
酸化チタン、二酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、
酸化亜鉛又はこれらの混合物をそれぞれ、球体、押出物
又はリング形で、使用することもできる。これらの内、
特に有利であるのは、酸化アルミニウム及び二酸化ジル
コニウムである。これらの担体の細孔サイズ及び細孔サ
イズ分布は、厳密ではない。二頂(bimodal)及びその他
の全てのタイプの担体を使用することができる。担体
は、マクロ細孔体であるのが有利である。
(高いターンオーバー数)、選択性及び運転寿命を示
す。本発明の触媒を使用する反応では、反応生成物は、
高い収率及び純度(続く精製は不必要)で得られる。変
換率は、ほぼ定量である;例えば、残留芳香族含有率
は、有利に、生成物の全量に対して、0.01重量%未
満である。従って、本発明の有利な実施態では、得られ
た反応生成物を、直接、続く工程に、精製を必要とせず
に供給することができる。
ウム化合物又はその2種以上の混合物からなる溶液を、
前記の担体に導通させる、又は接触させることにより、
均一なルテニウム化合物又はその2種以上の混合物を、
担体に、析出させる方法で得られる担体を有する触媒に
も関する。
真を示している。それから分かるように、本発明の触媒
は、析出されたルテニウムに関して、高い気孔率を示
し、その際、前記の気孔率は、従来使用された方法、例
えば含浸によるような担体に析出されたルテニウムの気
孔率よりも、高い。特別の理論と結びつかずに、この特
異的構造が、本発明の触媒の有利な特性をもたらしてい
るようである。
び本発明の触媒に関して前記したように析出された金属
の構造上の違いは、直接的に、含浸により析出されたP
d−層の構造と、Ru−層とを比べた場合にも、図1か
ら明らかである。
下に実施することができる。即ち、反応を溶剤中で実施
する必要はない。
利である。適当な溶剤又は希釈剤のいずれもが使用可能
である;その選択は、厳密ではない。例えば、溶剤又は
希釈剤は、少量の水を含有してもよい。
環に結合している芳香族化合物の反応に関して、適当な
溶剤又は希釈剤の例は、次のものである:直鎖又は環状
エーテル、例えば、テトラヒドロフラン又はジオキサ
ン、更に、アルキル基が、有利に、1〜10個の炭素原
子、殊に、3〜6個の炭素原子を有する脂肪族アルコー
ル。
ル、n−ブタノール、i−ブタノール及びn−ヘキサノ
ールである。
物も、同様に使用することができる。
している芳香族化合物の反応に関して、適当な溶剤又は
希釈剤の例は、次のものである:直鎖又は環状エーテ
ル、例えば、テトラヒドロフラン又はジオキサン、更
に、アンモニア及びアルキル基が、1〜3個の炭素原子
を有するのが有利なモノアルキルアミン又はジアルキル
アミン。
物も、同様に使用することができる。
又は希釈剤の量は、特別ないかなる方法でも制限され
ず、自由に、必要に応じて選択することができるが、濃
度10〜70重量%の水素化されるべき化合物の溶液を
もたらす量が有利である。
じた生成物を溶剤として使用するのが、特に有利である
が、所望の場合には、その他の溶剤又は希釈剤を加え
る。この場合には、方法で生じた生成物の一部を、反応
させる化合物と混合することができる。溶剤又は希釈剤
として混合される生成物の量は、反応させる有機化合物
の重量の1〜30倍、特に、5〜20倍、殊に、5〜1
0倍であるのが有利である。
合物にも当てはまる、即ち、それらの化合物に関して
も、溶剤又は希釈剤に関する制限は、存在しない。
を実施すべき場合には、水素又は水素含有ガスの代わり
に、ガス状炭水化物又は酸素含有ガスを、下記の条件下
に使用することができる。
する。50バールを上回る、有利に、100〜300バ
ールの圧力が有利である。有利な温度は、50〜250
℃、有利に150〜220℃の範囲である。
施することができる。連続法では、反応器から流出した
水素化生成物の一部を、反応器の上流から、反応器供給
物に再循環させることができる。溶剤として再循環され
る、反応器から流出した水素化生成物の量は、「溶剤及
び希釈剤」の項で規定した比を達成するような量であ
る。水素化生成物のその他の量を、取り出す。
べき化合物の量は、触媒1l及び1時間当たり、約0.
05〜3lであるのが有利であり、触媒1l及び1時間
当たり、約0.1〜約1lであるのが更に有利である。
し、有害量の触媒毒、例えば、COを含有しないガスで
あれば、いずれのガスも使用することができる。例え
ば、再生排ガス(reformer off-gases)を使用することが
できる。純粋な水素を水素化ガスとして使用するのが、
有利である。
C10−アルキル及び/又はC1〜C10−アルコキシ基に
より付加的に置換されたフェノール及びアミンの場合に
は、生ずるシス−生成物とトランス−生成物の異性体比
は、反応条件(温度、溶剤)に応じて、広い範囲で変動
しうる。
合している芳香族化合物を、本発明の触媒を用いて水素
化する場合には、この水素化を、アンモニア又はモノア
ルキルアミン又はジアルキルアミン、例えば、メチルア
ミン、エチルアミン、プロピルアミン又はジメチルアミ
ン、ジエチルアミン又はジプロピルアミンの存在下に実
施するのが有利である。使用されるアンモニア又はモノ
アルキルアミン又はジアルキルアミンの量は、それぞれ
水素化されるべき1種以上の化合物100重量部に対し
て、約0.5〜約50重量部、特に約1〜約20重量部
であるのが有利である。無水アンモニア又は無水アミン
を使用するのが特に有利である。
使用する。脱水素化には、通常使用される炭水化物、特
に、メタン又は天然ガスを使用する。
1〜6は、少なくとも1個のヒドロキシル基が、芳香環
に結合している芳香族化合物の水素化に関し、例7〜1
5は、少なくとも1個のアミノ基が、芳香環に結合して
いる芳香族化合物の水素化に関し、かつ例16〜20
は、アルデヒド、ケトン及びエステルの水素化に関す
る。
つ1mmのメッシュ直径を有するカンタルメッシュを、
3.5lオートクレーブ中に設置した。初回の運転で、
p−t−ブチルフェノール2000mlを、硝酸ニトロ
シルルテニウム200mgと一緒に、オートクレーブ中
に装入した。次いで、この混合物を、180℃及び水素
圧200バールで60分間、水素化した。反応生成物は
無色で、かつ痕跡量のルテニウムも含有しなかった。そ
れは、p−t−ブチルシクロヘキサノール98.5%か
らなった。2回目の運転で、p−t−ブチルフェノール
2000mlを、同様の方法で水素と反応させたが、ル
テニウムの添加を行わなかった。無色の反応生成物は、
痕跡量のルテニウムも含有せず、かつp−t−ブチルシ
クロヘキサノール99%からなった。
テニウム化合物は、水和酸化ルテニウムであった。澄明
な反応生成物は、p−t−ブチルフェノール及び痕跡量
のルテニウムを含有しなかった。それは、p−t−ブチ
ルシクロヘキサノール96%を含有した。次いで、更に
30回の運転を、そのオートクレーブ中で、ルテニウム
を更に添加することなく実施した。変換率及び選択率
は、全運転に渡り、一定のままであった。
フェノール化合物は、テトラヒドロフラン100ml中
に溶けたビスフェノールA50gであり、かつ硝酸ニト
ロシルルテニウム50mgを添加した。反応を、200
℃及び水素圧200バールで、90分間実施した。使用
フェノール化合物は、完全にこの時間内に、選択率98
%で反応した。
液中に浸漬されていたステアタイト球体120gを、V
2Aスチールのバスケットインサートを装備した3.5
lオートクレーブ中に装入した。次いで、p−t−ブチ
ルフェノール2000mlを、オートクレーブに加え、
かつこの混合物を、180℃及び水素圧200バール
で、60分間水素化した。反応生成物は無色であり、か
つ痕跡量のルテニウムも含有しなかった。それは、p−
t−ブチルシクロヘキサノール97%からなった。
により製造、販売)を充填した。180℃及び水素圧2
00バールで、硝酸ニトロシルルテニウム500mgが
溶けているp−t−ブチルフェノール3000mlを、
60分間かけて反応器中に導入した。次いで、新たにp
−t−ブチルフェノール1500ml/時を、更にルテ
ニウムを添加することなく供給した。粗製生成物の変換
率は定量的であり、かつp−t−ブチルシクロヘキサノ
ール含有率は、98%であった。
ルを水素化したが、異なるルテニウム化合物を使用し
た。カンタルメッシュは、その上に予め蒸着されたPd
を有さなかった。結果を、次の表に示す:
メッシュ直径1mmを有するカンタルメッシュを、3.
5lオートクレーブ中に設置した。硝酸ニトロシルルテ
ニウム200mgを、アニリン2000ml中に溶か
し、かつオートクレーブに加えた。次いで、この混合物
を、180℃及び水素圧200バールで、60分間水素
化した。反応生成物は無色で、痕跡量のルテニウムも含
有しなかった。それは、シクロヘキシルアミン99.9
%からなった。次いで、同一のオートクレーブ中で、ル
テニウム化合物を添加することなく、アニリン2000
mlを水素と反応させた。無色の反応生成物は、痕跡量
のルテニウムも含有せず、かつシクロヘキシルアミン9
9.8%からなった。
ルテニウム酸化物を、ルテニウム化合物として使用し
た。澄明な反応生成物は、アニリン及び痕跡量のルテニ
ウムを含有しなかった。それは、シクロヘキシルアミン
96%及びジシクロヘキシルアミン4%からなった。次
いで、更に30回、運転をそのオートクレーブ中で、更
にルテニウムを添加することなく実施した。変換率及び
選択率は、全運転に渡って、一定のままであった。
アミン化合物は、テトラヒドロフラン100ml中に溶
けたトリレンジアミン50gであり、かつ硝酸ニトロシ
ルルテニウム50mgを添加した。この混合物を、20
0℃及び水素圧200バールで90分間反応させた。変
換率は、定量的であった。選択率は、98%であった。
アミン化合物は、メチレンジトルイジンであった。変換
率は定量的であり、選択率は98%であった。
合物は、4,4′−メチレンジアニリンであった。変換
率は定量的であり、選択率は97%であった。
液中で浸漬されたステアタイト球体120gを、V2A
スチールのバスケットインサートを備えた3.5lオー
トクレーブ中に配置した。次いで、アニリン2000m
lを、オートクレーブに添加し、かつこの混合物を、1
80℃及び水素圧200バールで、60分間水素化し
た。反応生成物は無色で、かつ痕跡量のルテニウムも含
有しなかった。それは、シクロヘキシルアミン99%か
らなった。
により製造及び販売)を充填した。180℃及び水素圧
200バールで、硝酸ニトロシルルテニウム500mg
が溶けているアニリン3000mlを、反応器中に、6
0分間かけて導入した。次いで、ルテニウムを更に添加
することなく、新たに、アニリン1500ml/時を供
給した。粗製生成物の変換率は、定量的であった。シク
ロヘキシルアミン含有率は、99.5%であった。
ロシルルテニウム溶液で含浸し、次いで、200℃で、
水素を用いて処理した。こうして製造された球体を、3
l管状反応器中に配置し、かつ例13と同様に、アニリ
ンの水素化のために、更にルテニウムを添加することな
く使用した。
が、但し、異なるルテニウム化合物を使用した。結果
を、次の表に示す。
を、次の触媒を使用して実施した。
767の精錬スチールのクロスを、付着オイル及び脂肪
を除去する超音波浴中で清浄にする。次いで、前記のク
ロスを、マッフル中、空気中で900℃に加熱する。得
られたクロスを、部分的に、歯車を用いて変形させ、次
いで、その波形クロスを、クロスの平面ピースと共に巻
く。得られた円筒形のモノリスを、連続作動水素化反応
器中に設置する。
767の精錬スチールのクロスを、付着オイル及び脂肪
を除去する超音波浴で清浄にする。次いで、そのクロス
を、マッフル中、空気中で900℃に5時間加熱する。
冷却の後に、連続作動電子ビーム蒸発装置を用いて、厚
さ4nmのパラジウム層を、そのクロスの両面に蒸着す
る(層厚を、スウィンギング クォーツ(swinging quar
tz)により測定した)。
変形させ、次いで、その波形クロスを、クロスの平面ピ
ースと共に巻く。得られた円筒形のモノリスを、連続作
動水素化反応器中に設置する。
さ=2500nm、直径45nm)中に設置した。次い
で、この反応器に、n−ブタノールを充填し、かつ水素
圧3・106Pa(30バール)で、180℃に加熱し
た。次いで、n−ブチルアルデヒド1kg/時の量を、
連続的に反応器中に、流量50l/時で導入した。初回
には、ブチルアルデヒド5l、硝酸ニトロシルルテニウ
ム13gが、存在した。得られた反応生成物は無色で、
かつルテニウムを含有しなかった。
対して、変換率99.4%及びn−ブタノールに関する
選択率99.7%が、ガスクロマトグラフィー測定によ
り測定された。
m3)、THF1300g中に溶けているエチレンとC
Oとのコポリマー(Mw5000、CO含有率35%)
700g及び硝酸ニトロシルルテニウム500mgを、
3.5l−オートクレーブ中に導入した。
圧2・107Pa(200バール)で、5時間水素化し
た。所望のポリアルコールへの変換率は、導入されたコ
ポリマーの量に対して93%であった。
レーブ中に装入し、かつベンズアルデヒド2000g及
び硝酸ニトロシルルテニウム500mgを、そこに導入
した。次いで、この混合物を、180℃及び水素圧2・
107Pa(200バール)で、10時間水素化した。
導入されたベンズアルデヒドの量に対してそれぞれ、所
望のシクロヘキシルメタノールへの変換率は100%
で、選択率は96.5%であった。
つ2−エチルヘキサノール2000g及び亜硝酸ニトロ
シルルテニウム500mgを、そこに導入した。次い
で、この混合物を、180℃及び水素圧2・107Pa
(200バール)で、10時間水素化した。2−エチル
ヘキサノールの導入された量に対してそれぞれ、所望の
2−エチルヘキサノールへの変換率は100%で、選択
率は97.2%であった。
ステル100mlを、メタルメッシュ及びルテニウム
(III)アセチルアセトネート100mgの存在下
に、反応させた。この混合物を、水素圧2・107Pa
(200バール)及び温度220℃で、12時間撹拌し
た。導入されたアジポジメチルエステルの量に対して、
変換率98%及びヘキサンジオールに関する収率91%
が、得られた生成物のガスクロマトグラフィー分析によ
り測定された。
Claims (2)
- 【請求項1】 触媒の存在で有機化合物を反応させる方
法において、触媒がインサイトゥで担体に析出された均
一なルテニウム化合物又はその2種以上の混合物を有す
ること特徴とする有機化合物を反応させる方法。 - 【請求項2】 ルテニウム化合物又はその2種以上の混
合物を有する溶液を担体の中を通過させるか又は担体上
を通過させることにより、均一なルテニウム化合物又は
その2種以上の混合物を担体上に析出させる方法により
得られた担体触媒。
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