JPH11140026A - Production of carboxylic acid ester - Google Patents

Production of carboxylic acid ester

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JPH11140026A
JPH11140026A JP9303877A JP30387797A JPH11140026A JP H11140026 A JPH11140026 A JP H11140026A JP 9303877 A JP9303877 A JP 9303877A JP 30387797 A JP30387797 A JP 30387797A JP H11140026 A JPH11140026 A JP H11140026A
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JP
Japan
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carboxylic acid
catalyst
alcohol
titanosilicate
acid ester
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Application number
JP9303877A
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Japanese (ja)
Inventor
Masamichi Onuki
正道 大貫
Yasuyuki Sasaki
康之 佐々木
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Publication of JPH11140026A publication Critical patent/JPH11140026A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a carboxylic acid ester in a high yield giving little by-product(s) and capable of recycling a catalyst used. SOLUTION: The method is provided by using a titanosilicate catalyst having mesoporous structure in a process where a carboxylic acid ester is produced by the reaction of a carboxylic acid and/or its anhydride with an alcohol, wherein the titanosilicate having mesoporous structure gives a peak corresponding to a lattice distance of 20-80 Å in the powder X-ray diffraction analysis, the carboxylic acid is phthalic acid, and the alcohol is a 1-18C aliphatic monovalent alcohol.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、カルボン酸エステ
ルの製造方法に関するものである。詳しくは、塩化ビニ
ル系樹脂や酢酸ビニル樹脂等の可塑剤として用いられる
カルボン酸エステルの製造方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a carboxylic acid ester. More specifically, the present invention relates to a method for producing a carboxylic acid ester used as a plasticizer such as a vinyl chloride resin or a vinyl acetate resin.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、フタル酸ジアルキル等の可塑
剤を(無水)フタル酸と脂肪族アルコールとをエステル
化して工業的に製造する場合、エステル化反応用触媒と
して、硫酸、パラトルエンスルホン酸等の強酸類やテト
ラアルキルチタネート等が知られている。特にテトラア
ルキルチタネートは、強酸触媒に比べてアルコールの脱
水等の副反応が少なく、着色のない高品質のカルボン酸
エステルが得られることから、広く用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, when a plasticizer such as dialkyl phthalate is industrially produced by esterifying (anhydrous) phthalic acid and an aliphatic alcohol, sulfuric acid and paratoluenesulfonic acid are used as a catalyst for the esterification reaction. And other strong acids and tetraalkyl titanates. In particular, tetraalkyl titanates are widely used because they have less side reactions such as dehydration of alcohols than strong acid catalysts and can provide high-quality carboxylic esters without coloring.

【0003】しかしながら、テトラアルキルチタネート
は均一系触媒であるために、製品であるエステルとの分
離が難しいという問題がある。すなわち、フタル酸ジア
ルキル等の高沸点カルボン酸エステルを蒸留分離するこ
とは困難なため、反応終了後に触媒を加水分解して析出
させた上で、濾過分離する方法が一般に用いられてお
り、結果的に触媒の回収・再使用は行われておらず、ま
た、加水分解されたテトラアルキルチタネートが粘稠な
ゲル状となるために、濾過分離に長時間を要するという
問題があった。
[0003] However, since tetraalkyl titanate is a homogeneous catalyst, there is a problem that it is difficult to separate the product ester from the product. That is, since it is difficult to distill and separate a high boiling point carboxylic acid ester such as dialkyl phthalate, a method of hydrolyzing and depositing the catalyst after the reaction is completed, and then a method of separating by filtration is generally used. However, there has been a problem that the catalyst is not recovered and reused, and the hydrolyzed tetraalkyl titanate becomes a viscous gel, so that it takes a long time for filtration and separation.

【0004】この様な問題点を解決するために、担持ア
ルキルチタネート触媒、チタン含有金属酸化物触媒など
の不均一系チタン触媒が種々提案されている。担持アル
キルチタネート触媒は、表面に水酸基を有する無機化合
物を担体としてアルキルチタネートを担持させたもので
あり、例えば特開昭52−75684号公報には、シリ
カ、アルミナにテトラアルキルチタネートを担持させた
触媒の使用が開示されている。また、特開平2−628
49号公報には、シリカマグネシアに担持れたメチルチ
タネート触媒が開示されている。これらの触媒は均一系
チタネート触媒に匹敵する活性を発現するが、担体とチ
タネートとの結合が弱いため、チタンが溶出するという
問題があった。特に主にプラスチック製品の可塑剤とし
て使用されるフタル酸ジエステルの製造に使用する場
合、チタンの溶出は製品の体積固有抵抗値の低下を招
き、絶縁性不良など最終製品の品質に悪影響を与えるこ
とがあるので好ましくない。
To solve such problems, various heterogeneous titanium catalysts such as supported alkyl titanate catalysts and titanium-containing metal oxide catalysts have been proposed. Supported alkyl titanate catalysts are those in which an alkyl titanate is supported using an inorganic compound having a hydroxyl group on the surface as a carrier. For example, JP-A-52-75684 discloses a catalyst in which a tetraalkyl titanate is supported on silica or alumina. Are disclosed. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-628
No. 49 discloses a methyl titanate catalyst supported on silica magnesia. These catalysts exhibit an activity comparable to that of the homogeneous titanate catalyst, but have a problem in that titanium is eluted because the bond between the carrier and the titanate is weak. Particularly when used in the production of phthalic diesters, which are mainly used as plasticizers for plastic products, the elution of titanium causes a reduction in the volume resistivity of the product, which may adversely affect the quality of the final product such as poor insulation. Is not preferred.

【0005】一方、チタン含有金属酸化物触媒によるエ
ステル化反応については主にチタニアやシリカチタニア
を中心として種々の検討がなされているが、一般的には
活性が不十分であり、一方、水和チタニアなどのエステ
ル化活性が高い触媒の場合には、Collect.Cz
ech.Chem.Commun.、49(1)、(1
984)、253に報告されているように、担持アルキ
ルチタネート触媒の場合と同様に、チタンが多量に溶出
してしまうという問題があった。また特開平7−275
701号公報には、高い酸濃度下でチタン化合物とシリ
コン化合物を共沈させる方法によって得られたシリカチ
タニア触媒が、高いエステル化活性を示すことが示され
ているが、経時的に活性の低下が起こる点で問題があ
る。また、米国特許第5502240号公報にはゼオラ
イト骨格内のチタンがエステル化反応に有効な触媒とな
ることが記載されているが、後に比較例で示すように活
性は不十分である。TSー1等に代表されるようなミク
ロポーラスチタノシリケートとTi−HMS等に代表さ
れるメソポーラスチタノシリケートはシリケートマトリ
ックス内のチタンを活性点としているという点で同じで
あるが、各種反応に及ぼす触媒活性は大きく異なること
が多い。特に水の存在する反応系においてメソポーラス
チタノシリケートはミクロポーラスチタノシリケートよ
りも低活性である。例えばAppl.Catal.
A.、128(1995)231で開示されているよう
に、過酸化水素による1級アミンの酸化反応においてミ
クロポーラスチタノシリケートは優れた触媒活性を示す
のに対して、メソポーラスチタノシリケートは著しく低
い活性しか示さない。これらの現象はメソポーラスチタ
ノシリケートが親水性であるために、水による活性点被
毒を受けやすいからであると一般的に説明される。特開
平8ー92166及び特開平8ー198817にはメソ
ポーラスチタノシリケートが炭酸エステルを製造するた
めの有効な触媒となることが開示されているが、反応の
形態は水を副生することのないエステル交換反応に限定
されている。先に述べたように水の被毒を受けやすいメ
ソポーラスチタノシリケートが、水を副産物として生成
するエステル化反応において、卓越した触媒活性を示す
ことは予想できないことであった。
[0005] On the other hand, various studies have been made on the esterification reaction using a titanium-containing metal oxide catalyst, mainly on titania and silica titania. However, in general, the activity is insufficient, and In the case of a catalyst having a high esterification activity, such as titania, it is possible to use the method described in Collect. Cz
ech. Chem. Commun. , 49 (1), (1
984), 253, as in the case of the supported alkyl titanate catalyst, there was a problem that a large amount of titanium was eluted. Also, JP-A-7-275
No. 701 discloses that a silica titania catalyst obtained by a method of co-precipitating a titanium compound and a silicon compound under a high acid concentration shows high esterification activity, but the activity decreases over time. There is a problem in that occurs. Also, US Pat. No. 5,502,240 describes that titanium in the zeolite skeleton is an effective catalyst for the esterification reaction, but the activity is insufficient as will be shown later in Comparative Examples. Microporous titanosilicate such as TS-1 and mesoporous titanosilicate such as Ti-HMS are the same in that titanium in a silicate matrix is used as an active site. The catalytic activity exerted is often very different. Particularly in a reaction system in the presence of water, mesoporous titanosilicate has lower activity than microporous titanosilicate. For example, Appl. Catal.
A. , 128 (1995) 231, microporous titanosilicates exhibit excellent catalytic activity in the oxidation of primary amines with hydrogen peroxide, whereas mesoporous titanosilicates have significantly lower activity. Only show. These phenomena are generally explained as being due to the hydrophilic nature of the mesoporous titanosilicate, which is susceptible to active site poisoning by water. JP-A-8-92166 and JP-A-8-198817 disclose that mesoporous titanosilicate is an effective catalyst for producing a carbonate ester, but the form of the reaction does not produce water as a by-product. Limited to transesterification. As described above, it was not expected that mesoporous titanosilicate which is susceptible to water poisoning would show excellent catalytic activity in the esterification reaction in which water is produced as a by-product.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、エス
テルの収率が良く、副生物が少なく、かつ触媒の回収・
再使用が可能な、カルボン酸エステルの製造方法を提供
することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a high ester yield, a small amount of by-products, and a catalyst recovery / recovery method.
An object of the present invention is to provide a method for producing a carboxylic acid ester which can be reused.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の課
題を解決すべく鋭意検討した結果、カルボン酸及び/ま
たはその無水物とアルコールとを反応させてカルボン酸
エステルを製造するに際し、触媒としてメソポーラス構
造を有するチタノシリケートを使用することにより目的
が達成されることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, when producing a carboxylic acid ester by reacting a carboxylic acid and / or an anhydride thereof with an alcohol, It has been found that the object is achieved by using a titanosilicate having a mesoporous structure as a catalyst, and the present invention has been completed.

【0008】すなわち、本発明の要旨は、カルボン酸及
び/またはその無水物とアルコールとを反応させてカル
ボン酸エステルを製造するに際し、メソポーラス構造を
有するチタノシリケート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に存する。
That is, the gist of the present invention is to use a titanosilicate catalyst having a mesoporous structure in producing a carboxylic acid ester by reacting a carboxylic acid and / or an anhydride thereof with an alcohol. The present invention relates to a method for producing an acid ester.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明においてはメソポーラス構
造を有するチタノシリケート触媒を使用するが、その触
媒形態ついて以下に詳述する。本発明におけるメソポー
ラスチタノシリケート触媒としては、Ti−HMS(W
O96/29297特許)やTi−MCM−41(J.Ch
em.Soc.,Chem.Commun.,(1994)147)、Ti−MSU−1
(Science,269,(1995)1242)などが挙げられる。特にT
i−HMSは触媒の型剤であるアルキルアミンが安価で
ある点、水熱処理を必要としない点、調製に要する時間
が短い点などで工業触媒として優れている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In the present invention, a titanosilicate catalyst having a mesoporous structure is used, and the form of the catalyst will be described in detail below. As the mesoporous titanosilicate catalyst in the present invention, Ti-HMS (W
O96 / 29297 patent) and Ti-MCM-41 (J. Ch.
em. Soc., Chem. Commun., (1994) 147), Ti-MSU-1
(Science, 269, (1995) 1242). Especially T
i-HMS is excellent as an industrial catalyst in that alkylamine, which is a catalyst mold agent, is inexpensive, does not require hydrothermal treatment, and requires a short time for preparation.

【0010】本発明におけるメソポーラスチタノシリケ
ート触媒は粉末X線回折分析において20〜80Åの面
間隔に相当するピークを有することが好ましく、特に2
5〜60Åの面間隔が望ましい。面間隔が小さすぎると
細孔径が小さくなりエステル化活性が低下する。また面
間隔が大きすぎると壁の部分が多くな傾向がある。その
ため壁の部分に入り込んだために活性を発現できなくな
るチタンの割合が増加するので、結果的に活性が低下す
る。
[0010] The mesoporous titanosilicate catalyst of the present invention preferably has a peak corresponding to a plane spacing of 20 to 80 ° in powder X-ray diffraction analysis.
A surface spacing of 5-60 ° is desirable. If the interplanar spacing is too small, the pore diameter becomes small and the esterification activity decreases. On the other hand, if the surface spacing is too large, the wall portion tends to increase. As a result, the proportion of titanium that cannot enter the wall portion to exhibit its activity increases, resulting in a decrease in activity.

【0011】本発明におけるメソポーラスチタノシリケ
ート触媒は比表面積は500m2/g以上が有効であ
る。メソポーラスチタノシリケートにおけるチタンと珪
素のモル比は、「チタン/珪素」=0.1/99.9〜
10/90、好ましくは0.5/99.5〜5/95の
範囲が適当である。チタン/珪素のモル比が小さすぎる
と、活性点であるチタンの密度が低くなるために十分な
活性が得られない。また、チタン/珪素のモル比が大き
すぎると、シリケートマトリックスの骨格外にチタンが
凝集して6配位構造のチタンとなってしまうために、高
活性を発現する4配位構造のチタンの存在割合が少なく
なる結果、活性の低下を招く。
The mesoporous titanosilicate catalyst of the present invention is effective when the specific surface area is 500 m2 / g or more. The molar ratio of titanium to silicon in the mesoporous titanosilicate is “titanium / silicon” = 0.1 / 99.9-
A range of 10/90, preferably 0.5 / 99.5 to 5/95 is suitable. If the molar ratio of titanium / silicon is too small, sufficient activity cannot be obtained because the density of titanium, which is an active site, becomes low. Also, if the molar ratio of titanium / silicon is too large, titanium is aggregated out of the skeleton of the silicate matrix to form titanium having a six-coordinated structure. As a result, the activity decreases.

【0012】本発明のメソポーラス構造のチタノシリケ
ート触媒は、WO96/29297に記載の方法によ
り、合成することができる。また反応系に供与する触媒
の形態は、メソポーラスチタノシリケートを合成した直
後の粉末品、またはバインダーを添加することなく直接
打錠成型したもの、またシリカゾルなどのバインダーを
加えて打錠成型、または押し出し成型したものでも良
い。
The mesoporous titanosilicate catalyst of the present invention can be synthesized by the method described in WO 96/29297. The form of the catalyst to be provided to the reaction system may be a powdered product immediately after the synthesis of mesoporous titanosilicate, or a tablet directly formed without adding a binder, or a tablet formed by adding a binder such as silica sol, or It may be extruded.

【0013】本発明においてメソポーラスチタノシリケ
ート触媒がエステル化反応において活性及び選択性の両
面で優れた成績を与える理由は不明であるが、細孔径が
大きいために基質が容易に活性点である4配位構造のチ
タンに接近できること、及び強酸点が存在しないために
アルコール脱水反応が起こりにくいことが関与している
と考えられる
In the present invention, the reason why the mesoporous titanosilicate catalyst gives excellent results in both the activity and the selectivity in the esterification reaction is unknown, but the substrate is easily the active site because of its large pore size. This is thought to be due to the accessibility to the coordinating structure titanium and the lack of strong acid sites that make it difficult for alcohol dehydration to occur.

【0014】次に本発明の触媒を用いたカルボン酸エス
テルの製造方法について述べる。カルボン酸及び/また
はその無水物をアルコールと不活性ガス雰囲気下で混合
し、さらに上述のようにして得られたシリカチタニア触
媒を添加し、通常はアルコールの還流下(一般に100
〜760mmHg、用いるアルコールの蒸気圧に応じ設
定する。)で60〜250℃の温度、好ましくは100
〜220℃の温度でエステル化反応を行う。生成する水
はアルコールとの共沸により反応系から除去される。こ
の際トルエンなどの共沸剤を用いることも可能である。
Next, a method for producing a carboxylic acid ester using the catalyst of the present invention will be described. The carboxylic acid and / or its anhydride are mixed with the alcohol under an inert gas atmosphere, and the silica titania catalyst obtained as described above is added thereto.
7760 mmHg, set according to the vapor pressure of the alcohol used. ) At a temperature of 60-250 ° C., preferably 100
The esterification reaction is performed at a temperature of 220 ° C. The generated water is removed from the reaction system by azeotropy with the alcohol. At this time, it is also possible to use an azeotropic agent such as toluene.

【0015】本発明におけるカルボン酸としては、安息
香酸、トルイル酸、α−及びβ−ナフトエ酸、o−、m
−及びp−エチル安息香酸、o−、m−及びp−フェニ
ル安息香酸などの炭素原子数7〜30の芳香族一価カル
ボン酸類や、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸な
どの脂肪族二価カルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、
テレフタル酸、トリメシン酸、トリメリット酸、ピロメ
リット酸、等の芳香族多価カルボン酸が挙げられる。特
に(無水)フタル酸、(無水)トリメリット酸、アジピ
ン酸は可塑剤の原料として有用であり、本発明において
好適に用いられる。
The carboxylic acid in the present invention includes benzoic acid, toluic acid, α- and β-naphthoic acid, o- and m-
-And monovalent aromatic carboxylic acids having 7 to 30 carbon atoms such as p-ethylbenzoic acid, o-, m- and p-phenylbenzoic acid; and aliphatic divalent acids such as adipic acid, azelaic acid and sebacic acid. Carboxylic acid, phthalic acid, isophthalic acid,
And aromatic polycarboxylic acids such as terephthalic acid, trimesic acid, trimellitic acid, and pyromellitic acid. Particularly, (phthalic anhydride), (trimellitic anhydride), and adipic acid are useful as a raw material of the plasticizer and are preferably used in the present invention.

【0016】アルコールとしては、メタノール、エタノ
ール、プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノー
ル、t−ブタノール、イソアミルアルコール、n−ヘキ
サノール、2−エチルヘキサノール、n−オクタノー
ル、n−デカノール、イソデカノール、2−オクタノー
ル、ラウリルアルコール、ステアリルアルコール等の脂
肪族飽和一価アルコール及びエチレングリコール、ジエ
チレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオ
ール、ペンタンジオール、トリメチロールプロパン、ソ
ルビトール、グリセロール、ペンタエリスリトール等の
脂肪族多価アルコールが挙げられる。またこれらのアル
コールの混合物を用いてもよい。中でも、炭素数1〜1
8の脂肪族一価アルコールが好ましく、更に炭素原子数
4〜10の脂肪族飽和一価アルコールの単独または混合
物は、可塑剤の原料として有用である。特に、上記した
(無水)フタル酸、(無水)トリメリット酸またはアジ
ピン酸と前記のアルコールの単独または混合物から得ら
れたカルボン酸エステルは、可塑剤として好適に使用さ
れるので好ましい。
Examples of the alcohol include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, n-butanol, t-butanol, isoamyl alcohol, n-hexanol, 2-ethylhexanol, n-octanol, n-decanol, isodecanol, 2-octanol, lauryl. Examples include aliphatic saturated monohydric alcohols such as alcohol and stearyl alcohol, and aliphatic polyhydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, butanediol, pentanediol, trimethylolpropane, sorbitol, glycerol, and pentaerythritol. Further, a mixture of these alcohols may be used. Among them, carbon number 1-1
An aliphatic monohydric alcohol having 8 is preferable, and an aliphatic saturated monohydric alcohol having 4 to 10 carbon atoms alone or as a mixture is useful as a raw material for a plasticizer. In particular, the above-mentioned carboxylic acid esters obtained from phthalic acid (anhydride), trimellitic acid (anhydride) or adipic acid and the above-mentioned alcohols alone or in a mixture are preferably used as a plasticizer.

【0017】このような場合のアルコール/カルボン酸
(その無水物も含む)のモル比は通常1/1〜10/
1、好ましくは2/1〜5/1の範囲が適当である。モ
ル比の値が小さすぎるとカルボン酸及び/またはその無
水物のエステルへの転化率が高くなりにくく、一方、こ
の値が大きすぎると未反応アルコールの量が増加し、そ
の循環系に負担がかかり、好ましくない。
In such a case, the molar ratio of alcohol / carboxylic acid (including its anhydride) is usually from 1/1 to 10 /.
1, preferably in the range of 2/1 to 5/1. If the value of the molar ratio is too small, the conversion of carboxylic acid and / or its anhydride into an ester is difficult to increase, while if the value is too large, the amount of unreacted alcohol increases and burdens the circulation system. This is not desirable.

【0018】チタノシリケート触媒は濾過により容易に
生成物と分離でき、濾別した触媒はそのまま再使用が可
能である。したがってバッチ法のみならず連続法でもエ
ステル化反応を実施することが出来る。
The titanosilicate catalyst can be easily separated from the product by filtration, and the filtered catalyst can be reused as it is. Therefore, the esterification reaction can be carried out not only by a batch method but also by a continuous method.

【0019】[0019]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明するが、本発明はその要旨を越えない限りこれらの
実施例により限定されるものではない。 実施例1 (メソポーラスチタノシリケート触媒調製)基本的には
WO96/29297記載の方法に従い、調製した。窒
素雰囲気下でテトラエトキシシラン62.5g(300
ミリモル)及びエタノール115ミリリットルをフラス
コ(500ミリリットル)に秤取し室温下300rpm
で撹拌した。これにテトラーi−プロピルチタネート
2.56g(9ミリモル)とイソプロピルアルコール4
6ミリリットルの混合物を室温下10分間かけて添加し
た。ついでこの混合物を70℃まで加熱し3時間保持し
た後、室温まで冷却した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples unless it exceeds the gist thereof. Example 1 (Preparation of mesoporous titanosilicate catalyst) The catalyst was prepared basically according to the method described in WO96 / 29297. Under a nitrogen atmosphere, 62.5 g of tetraethoxysilane (300
(Mmol) and 115 ml of ethanol in a flask (500 ml) and 300 rpm
And stirred. 2.56 g (9 mmol) of tetra-i-propyl titanate and isopropyl alcohol 4
Six milliliters of the mixture was added over 10 minutes at room temperature. The mixture was then heated to 70 ° C. and held for 3 hours before cooling to room temperature.

【0020】水115ミリリットル及びドデシルアミン
15.0gをセパラブルフラスコ(1リットル)に秤取
し400rpmで攪拌した中に、先ほど調製したバイメ
タリックアルコキサイド溶液を約1時間かけて添加し
た。ついで4時間攪拌を継続させた後に約1日静置し
た。得られた沈殿物をろ別し、水で1回洗浄した後、8
0℃で減圧乾燥した。得られた固体を窒素流通下500
℃で1時間焼成した後、引き続き空気流通下650℃で
4時間焼成し、メソポーラスチタノシリケート18.1
gを得た。粉末X線回折分析(リガクRINT1500使用)に
よりこの触媒は図1に示すように36.0Åの面間隔に
相当するピークを有することがわかった。また、窒素吸
着法によりこの触媒の比表面積を測定(大倉理研AMS-80
00使用)したところ、781m2/gであった。またこの触
媒の細孔分布を窒素吸着法により測定(コールター社製
オムニソープ100CX使用)したところ、図2に示す
ように17Å付近に平均細孔直径を有することがわかっ
た。
While 115 ml of water and 15.0 g of dodecylamine were weighed into a separable flask (1 liter) and stirred at 400 rpm, the bimetallic alkoxide solution prepared above was added over about 1 hour. Then, after stirring was continued for 4 hours, the mixture was allowed to stand for about 1 day. The resulting precipitate is filtered off, washed once with water, and then washed with water.
It dried under reduced pressure at 0 degreeC. The resulting solid is placed under a stream of nitrogen 500
C. for 1 hour, followed by baking at 650.degree. C. for 4 hours under a stream of air to give mesoporous titanosilicate 18.1.
g was obtained. Powder X-ray diffraction analysis (using Rigaku RINT 1500) indicated that the catalyst had a peak corresponding to a 36.0 ° plane spacing as shown in FIG. The specific surface area of this catalyst was measured by the nitrogen adsorption method (Okura Riken AMS-80
As a result, the weight was 781 m2 / g. When the pore distribution of this catalyst was measured by a nitrogen adsorption method (using Omnisorp 100CX manufactured by Coulter Inc.), it was found that the catalyst had an average pore diameter around 17 ° as shown in FIG.

【0021】(カルボン酸エステルの合成)攪拌棒、温
度計、還流管、エステル管を備えたフラスコに、無水フ
タル酸37g(0.25モル)と2−エチルヘキサノー
ル81.4g(0.625モル)を加え常圧、窒素雰囲
気下で210℃に保ち、生成水を系外に除去しつつ0.
5時間反応を行った。この時点でNMR(核磁気共鳴ス
ペクトル分析:(株)バリアン製UNITYー300使
用)、酸価及び液体クロマトグラフィー(島津製作所製
LC−6A使用)により反応率を測定したところ、無水
フタル酸の転化率は100%、ジオクチルフタレート
(DOP)の収率は68%であった。次いで、前記のよ
うにして得られたメソポーラスチタノシリケ−ト触媒1
gを加え、再び210℃に保ち、1時間常圧で反応をさ
せた後、徐々に減圧度を上げて(560Torrで0.
5時間、460Torrで0.5時間、さらに360T
orrで0.5時間)反応を行った。酸価測定及び液体
クロマトグラフィーによりジオクチルフタレート(DO
P)の生成量を求めた結果、収率は99.9%であっ
た。また、ガスクロマトグラフィーによりオクテンが
0.02%(仕込み2ーエチルヘキサノール基準)の選
択性で副生していることがわかった。
(Synthesis of carboxylic acid ester) In a flask equipped with a stir bar, a thermometer, a reflux tube and an ester tube, 37 g (0.25 mol) of phthalic anhydride and 81.4 g (0.625 mol) of 2-ethylhexanol were placed. ) Was added and kept at 210 ° C. under a normal pressure and a nitrogen atmosphere to remove the water from the system while removing the generated water outside the system.
The reaction was performed for 5 hours. At this time, the conversion of phthalic anhydride was measured by measuring the NMR (nuclear magnetic resonance spectrum analysis: using UNITY-300 manufactured by Varian Co., Ltd.), the acid value and the reaction rate by liquid chromatography (using LC-6A manufactured by Shimadzu Corporation). The yield was 100%, and the yield of dioctyl phthalate (DOP) was 68%. Next, the mesoporous titanosilicate catalyst 1 obtained as described above was used.
After reacting at normal pressure for 1 hour while maintaining the temperature at 210 ° C. again, the degree of decompression was gradually increased (at 560 Torr to 0.1 g).
5 hours, 0.5 hours at 460 Torr, and 360 T
(0.5 hours at orr). Dioctyl phthalate (DO) was determined by acid value measurement and liquid chromatography.
The yield of P) was found to be 99.9%. Further, it was found by gas chromatography that octene was formed as a by-product with a selectivity of 0.02% (based on the charged 2-ethylhexanol).

【0022】実施例2 ドデシルアミンの代わりにオクタデシルアミンを用いた
以外は実施例1と全く同様にしてメソポーラスチタノシ
リケート18.2gを得た。これを触媒として実施例1
と全く同様にしてエステル化反応を行ったところ、DO
Pの収率は99.8%であった。またオクテンの副生率
は0.02%であった。
Example 2 18.2 g of mesoporous titanosilicate was obtained in exactly the same manner as in Example 1 except that octadecylamine was used instead of dodecylamine. Example 1 using this as a catalyst
When the esterification reaction was performed in exactly the same manner as in
The yield of P was 99.8%. The octene by-product rate was 0.02%.

【0023】実施例3 ドデシルアミンの代わりにオクチルアミンを用いた以外
は実施例1と全く同様にしてメソポーラスチタノシリケ
ート16.8gを得た。これを触媒として実施例1と全
く同様にしてエステル化反応を行ったところ、DOPの
収率は99.6%であった。またオクテンの副生率は
0.03%であった。
Example 3 16.8 g of mesoporous titanosilicate was obtained in the same manner as in Example 1 except that octylamine was used instead of dodecylamine. When the esterification reaction was carried out in the same manner as in Example 1 using this as a catalyst, the yield of DOP was 99.6%. The octene by-product rate was 0.03%.

【0024】実施例4 テトラーi−プロピルチタネートを0.85g(3ミリ
モル)使用することでチタンと珪素の仕込み比率を「チ
タン/珪素」=1/100とした以外は実施例1と全く
同様にしてメソポーラスチタノシリケート18.1gを
得た。これを触媒として実施例1と全く同様にしてエス
テル化反応を行ったところ、DOPの収率は98.8%
であった。またオクテンの副生率は0.01%(検出限
界)以下であった。
Example 4 The procedure was the same as in Example 1 except that 0.85 g (3 mmol) of tetra-i-propyl titanate was used and the ratio of titanium to silicon was changed to “titanium / silicon” = 1/100. As a result, 18.1 g of mesoporous titanosilicate was obtained. When an esterification reaction was carried out in the same manner as in Example 1 using this as a catalyst, the yield of DOP was 98.8%.
Met. The octene by-product rate was 0.01% (detection limit) or less.

【0025】比較例1(ミクロポーラスチタノシリケー
トの場合) ミクロポーラスチタノシリケートであるTSー1を米国
特許4410501号公報記載の方法で合成し、これを
触媒として用いた以外は実施例1と全く同様にしてエス
テル化反応を行ったところ、DOPの収率は93.2%
であった。オクテンの副生率は0.01%(検出限界)
以下であった。
Comparative Example 1 (in the case of microporous titanosilicate) TS-1 which is a microporous titanosilicate was synthesized by the method described in US Pat. No. 4,410,501, and the procedure of Example 1 was repeated except that this was used as a catalyst. When the esterification reaction was performed in exactly the same manner, the yield of DOP was 93.2%.
Met. Octene by-product rate is 0.01% (detection limit)
It was below.

【0026】比較例2(アモルファス状のシリカチタニ
アの場合) 窒素雰囲気下でテトラエトキシシラン60.6g(29
1ミリモル)及びエタノール150ミリリットルをセパ
ラブルフラスコ(1リットル)に秤取し室温下300r
pmで攪拌した。次いであらかじめ調製しておいたアル
コール性希塩酸溶液(35wt%塩酸3.03g、脱塩
水20g、エタノール5ミリリットル)を滴下ロートに
より30分間かけて添加しテトラエトキシシランの加水
分解を行った。さらに30分間攪拌した後、テトラ−n
−ブチルチタネート3.1g(9ミリモル)とエタノー
ル20ミリリットルの混合物を30分間かけて滴下し
た。更に30分間攪拌を継続した後、28wt%アンモ
ニア水3ミリリットルと脱塩水20ミリリットルとの混
合液を30分間かけて添加しゲル化させた。ついで7日
静置しゲルを熟成させた。得られた沈殿物をろ別し、ろ
液中に塩素イオン及びアンモニウムイオンが検出されな
くなるまで水で洗浄した後、70℃で減圧乾燥した。得
られた固体を空気流通下400℃で3時間焼成しシリカ
チタニア18.0gを得た。この固体は粉末X線回折結
果からアモルファス状態のシリカチタニアであることが
わかった。これを触媒として用いた以外は実施例1と全
く同様にしてエステル化反応を行ったところ、DOPの
収率は99.9%であったが、オクテンの副生率は0.
54%であった。
Comparative Example 2 (in the case of amorphous silica titania) 60.6 g of tetraethoxysilane (29
(1 mmol) and 150 ml of ethanol were weighed into a separable flask (1 liter), and 300 r at room temperature.
Stirred at pm. Next, a previously prepared alcoholic dilute hydrochloric acid solution (3.03 g of 35 wt% hydrochloric acid, 20 g of demineralized water, and 5 ml of ethanol) was added thereto over 30 minutes by a dropping funnel to hydrolyze tetraethoxysilane. After stirring for another 30 minutes, tetra-n
A mixture of 3.1 g (9 mmol) of butyl titanate and 20 ml of ethanol was added dropwise over 30 minutes. After continuing stirring for further 30 minutes, a mixed solution of 3 ml of 28 wt% ammonia water and 20 ml of demineralized water was added over 30 minutes to gel. Then, the gel was aged by allowing to stand for 7 days. The obtained precipitate was separated by filtration, washed with water until chloride ions and ammonium ions were not detected in the filtrate, and dried under reduced pressure at 70 ° C. The obtained solid was calcined at 400 ° C. for 3 hours under flowing air to obtain 18.0 g of silica titania. The result of powder X-ray diffraction showed that this solid was silica titania in an amorphous state. When an esterification reaction was carried out in exactly the same manner as in Example 1 except that this was used as a catalyst, the yield of DOP was 99.9%, but the by-product rate of octene was 0.1%.
It was 54%.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明によれば、副生物の生成を抑制で
き、高収率かつ高い選択性で、高品質なカルボン酸エス
テルが得られる。また、使用した触媒の再使用が可能で
ある。
According to the present invention, the production of by-products can be suppressed, and a high-quality carboxylic acid ester can be obtained with high yield and high selectivity. Further, the used catalyst can be reused.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1で得られたメソポーラスチタノシリケ
ート触媒の粉末X線回折図。
FIG. 1 is a powder X-ray diffraction diagram of a mesoporous titanosilicate catalyst obtained in Example 1.

【図2】実施例1で得られたメソポーラスチタノシリケ
ート触媒の細孔分布図。
FIG. 2 is a pore distribution diagram of the mesoporous titanosilicate catalyst obtained in Example 1.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カルボン酸及び/またはその無水物とア
ルコールとを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、メソポーラス構造のチタノシリケート触
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。
1. A method for producing a carboxylic acid ester by reacting a carboxylic acid and / or an anhydride thereof with an alcohol, comprising using a titanosilicate catalyst having a mesoporous structure.
【請求項2】 メソポーラス構造のチタノシリケートが
粉末X線回折分析において20〜80Åの面間隔に相当
するピークを有することを特徴とする請求項1に記載の
カルボン酸エステルの製造方法。
2. The method for producing a carboxylic acid ester according to claim 1, wherein the titanosilicate having a mesoporous structure has a peak corresponding to a plane spacing of 20 to 80 ° in powder X-ray diffraction analysis.
【請求項3】 カルボン酸がフタル酸である請求項1ま
たは2に記載のカルボン酸エステルの製造方法。
3. The method for producing a carboxylic acid ester according to claim 1, wherein the carboxylic acid is phthalic acid.
【請求項4】 アルコールが炭素原子数1〜18の脂肪
族一価アルコールである請求項1〜3のいずれか1項に
記載のカルボン酸エステルの製造方法。
4. The method for producing a carboxylic acid ester according to claim 1, wherein the alcohol is an aliphatic monohydric alcohol having 1 to 18 carbon atoms.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014115356A1 (en) * 2013-01-28 2014-07-31 独立行政法人産業技術総合研究所 Transesterification catalyst and method for producing biodiesel fuel using transesterification catalyst

Cited By (3)

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WO2014115356A1 (en) * 2013-01-28 2014-07-31 独立行政法人産業技術総合研究所 Transesterification catalyst and method for producing biodiesel fuel using transesterification catalyst
US9518238B2 (en) 2013-01-28 2016-12-13 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Transesterification catalyst and method for producing biodiesel fuel using transesterification catalyst
JPWO2014115356A1 (en) * 2013-01-28 2017-01-26 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Transesterification catalyst and method for producing biodiesel fuel using the catalyst

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