JPH1171313A - アルデヒド及びケトン又はその誘導体の製造方法、x線非晶質のケイ酸亜鉛又はケイ酸カドミウムの製造方法、及びx線非晶質のケイ酸亜鉛触媒又はケイ酸カドミウム触媒 - Google Patents
アルデヒド及びケトン又はその誘導体の製造方法、x線非晶質のケイ酸亜鉛又はケイ酸カドミウムの製造方法、及びx線非晶質のケイ酸亜鉛触媒又はケイ酸カドミウム触媒Info
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Abstract
ン又はこれらの混合物への付加のためにできる限り低い
温度で活性でかつ選択性の不均一触媒を提供すること 【解決手段】 活性成分として、酸化物として計算して
1〜40重量%の量の亜鉛又はカドミウムを有するX線
非晶質のケイ酸亜鉛又はケイ酸カドミウムを含有し、4
00℃を下回る温度で分解可能の酸性の有機化合物の亜
鉛塩又はカドミウム塩を非晶質ケイ酸上に設置し、50
〜500℃の温度で水素、10個までのC原子を有する
アルカノール、2〜6個のC原子を有しかつ2〜3個の
OH基を有するジオール又はポリオール又は1〜6個の
C原子を有するカルボン酸からなるグループから選択さ
れたヒドロキシル基含有化合物の存在で触媒を生成する
ことにより得られた触媒を使用する式I又は式IIの化
合物の製造方法。
Description
触媒又はケイ酸カドミウム触媒の存在でアルデヒド及び
ケトン、又はエノールエーテル又はアセタールもしくは
ケタールの形のこれらの誘導体を形成させながらヒドロ
キシル基含有化合物をアルキン又はアレンに付加する方
法に関する。さらに本発明はケイ酸亜鉛又はケイ酸カド
ミウムの新規製造方法及びこうして得られた触媒に関す
る。
しくはアレンへ付加することは、ほとんど例外なく、均
質に溶解した触媒、例えば酸、塩基及び遷移金属錯体
(Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Bd
6/3, S. 233, S. 90, Bd. 5/2a,S. 738, Bd. 6/1d, S.
136及びBd. 7/a, S. 816参照)を用いて実施される。
子の多いアルキン(例えばアセチレンエーテル、R−C
≡C−OR′、アセチレンチオエーテル、R−C≡C−
SR′及びアセチレンアミン、R−C≡C−NR′2)
に限定される。
での)はアルコールを液相中で活性化されていないアル
キンに付加することもできる。これは通常の方法であ
り;高い温度及び圧力の反応を必要とし、時空収量は比
較的低い。一般に、塩基触媒によるアルコールのビニル
化のために、約160℃で18〜20barの圧力で6
〜10hの滞留時間が必要である。
ても触媒することができる。アルコールの付加のために
は特に水銀(II)塩又は金(I)塩が適しており、カ
ルボン酸及びフェノールの付加のためには亜鉛塩及びカ
ドミウム塩が有利である。
のアセチレンへの付加は、触媒として表面積の大きい担
体上の相応するカルボン酸亜鉛(同様にCH23975
2による塩基性カルボン酸亜鉛)の存在で気相中で実施
することができる。
での酸化亜鉛(DD265289)もしくは活性炭又は
シリカゲル上での硝酸亜鉛(DD267629)の存在
でのメタノールのプロピンもしくはプロパジエンへの付
加もすでに記載されている。
る。この方法は適用分野が限定されるか又は塩基触媒を
用いた付加のように安全性の問題を引き起こしかねない
高い圧力及び高い温度を必要とするか、又は僅かな時空
収量を有するにすぎない。均質に溶解した遷移金属触媒
は、しばしば僅かなサイクル数の後に失活し、それ以外
に回収が困難である。アルキンもしくはアレンへの付加
のための不均一触媒は今までに記載されているのはまれ
である。活性炭上のカルボン酸亜鉛もしくはカルボン酸
カドミウムはカルボン酸(例えば酢酸又はプロピオン
酸)のアセチレンへの付加を触媒するにすぎない。活性
炭又はシリカゲル上の酸化亜鉛をベースとする上記の触
媒(DD265289)はアルコール(メタノール又は
エタノール)のプロピンもしくはプロパジエンへの付加
を良好な選択率(90〜96%)で触媒することができ
るが、この触媒活性は比較的僅かで、必要とされる反応
温度が高く及び接触時間が長い。活性炭又はシリカゲル
上の硝酸亜鉛は、同じ温度で酸化亜鉛よりも活性の程度
は低く、選択性は著しく少ない(最大70%)。
は、ヒドロキシル基含有化合物のアルキン、アレン又は
これらの混合物への付加のためにできる限り低い温度で
活性でかつ選択性の不均一触媒を提供することであっ
た。
り、式I又は式II:
肪族基、芳香脂肪族基、芳香族基又は複素環式基又はア
シル基を表し、その際、これらの基はさらにアセチレン
又はアレンと反応しない置換基を有していてもよく、基
Rは相互に無関係に水素、又は脂肪族基、環式脂肪族
基、芳香脂肪族基、芳香族基又は複素環式基を表し、こ
れらの基は相互に結合して1個の環を形成していてもよ
く、mは0又は1を表す]で示される化合物を製造する
ために、式III: R1OH III の化合物を、式IV又は式V:
す]で示されるアセチレン又はアレンと、気相中で、高
めた温度で、ケイ酸塩含有の不均一触媒の存在で付加す
る方法において、活性成分として、酸化物として計算し
て1〜40重量%の量の亜鉛又はカドミウムを有するX
線非晶質のケイ酸亜鉛又はケイ酸カドミウムを含有し、
かつ例えば10〜1000m2/gのBET表面積を有
し、400℃を下回る温度で分解可能の酸性の有機化合
物の亜鉛塩又はカドミウム塩を非晶質ケイ酸上に設置
し、50〜500℃の温度で水素、10個までのC原子
を有するアルカノール、2〜6個のC原子を有しかつ2
〜3個のOH基を有するジオール又はポリオール又は1
〜6個のC原子を有するカルボン酸からなるグループか
ら選択されたヒドロキシル基含有化合物の存在で触媒を
生成することにより得られた触媒を使用することにより
解決される。
アレンに付加される同じアルカノールのR1OHを使用
するのが有利である。本発明により使用すべき触媒は、
80モル%まで、有利に50モル%まで、特に20モル
%まで、ナトリウム、カリウム、リチウム、セシウム、
ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウ
ム、バリウム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル及び
銅からなるグループ(A)及びチタン、ジルコニウム、
ハフニウム、ゲルマニウム、スズ及び鉛からなるグルー
プ(B)から選択された他の金属でドープされていても
よい。
質ケイ酸亜鉛を使用して、メタノールをプロピン及び/
又はアレンに付加することにより2−メトキシプロペン
を製造する。
て、任意のアルキン又はアレン又はこれらの混合物が挙
げられる。しかしながら、一般に、工業的に容易に入手
可能な2〜8個のC原子を有するアセチレン及び3〜8
個のC原子を有するアレンが使用される。
水、任意のアルコール、フェノール又はカルボン酸であ
ることができる。一般に、アルコール、特に1〜16個
のC原子を有するアルカノール、1個の環を有するフェ
ノール及び低分子の(例えば1〜16個のC原子を有す
る)カルボン酸が挙げられる。
一で存在する触媒の存在で気相中で、固層を介して又は
流動層中で50〜400℃、有利に100〜250℃、
特に有利に120〜200℃の温度で、0.1〜100
bar、特に0.5〜20barの圧力(全ての圧力は
出発物質の部分圧の合計に関する)で行われる。
性及び熱の搬出の改善の理由から、不活性ガス、例えば
窒素、アルゴン、低分子アルカン又はオレフィンで希釈
されていてもよい。
はアレンとのモル比は、0.01〜100にあることが
できる。0.1〜5の範囲を選択するのが有利であり、
0.7〜1.3の範囲を選択するのが特に有利である。
noadditionsprodukt)及び二付加生成物(Diadditionsp
rodukt)に関する反応の選択性を制御することができ
る。ヒドロキシル基含有成分とアルキンもしくはアレン
の低い割合並びに高い温度及び反応体の低い部分圧は、
単一付加生成物の形成を優勢にし、ヒドロキシル基含有
成分とアルキンもしくはアレンの高い割合並びに低い温
度及び反応体の高い部分圧はビス付加生成物(Bisaddti
onsprodukte)の形成を促進する。例えばプロピン又は
アレンはメタノールと、反応条件に応じて選択的に2−
メトキシプロペン又は2,2−ジメトキシプロパンを形
成することができる。
を有利に400℃を下回る温度で分解可能の酸性の有機
化合物の亜鉛塩又はカドミウム塩の溶液を用いて含浸す
るのが有利である。乾燥した塩又はアルコールのR1O
H中に懸濁させた塩を担体と混合することは可能である
が、一般にあまり有利でない。
り、一般に10〜1000m2/g、有利に100〜5
00m2/gのBET表面積を有し、0.1〜2ml/
g、有利に0.7〜1.3ml/gの吸水性を有し、粉
末として又は製造された成形体として使用することがで
きる。この担体は含浸の前にか焼してもよい。しかしな
がら、担体はか焼しないのが有利である。
塩が有利である。亜鉛塩には、特に低級アルコール及び
/又は水に可溶性の亜鉛(II)塩、たとえばギ酸亜
鉛、亜鉛アセチルアセトネート、特に酢酸亜鉛が挙げら
れる。
溶液を含浸のために使用するのが特に有利である。この
含浸は触媒製造の公知の方法により行われる。可溶性の
理由から必要な場合に、複数の連続して行われる含浸工
程において亜鉛を負荷させることも行うことができる。
に付形により(たとえば、混合、混練及びストランド化
又はタブレット化により)所望の形にすることができ
る。
ばタブレット化又はストランド化の際に孔形成剤(例え
ば超吸収体(Suberabsorber)、例えばLutexal P(R) (F
irmaBASF AG)又はWalocel(R) (メチルセルロース/プラ
スチック−組合物, Firma Wolff, Walsrode AG))を添
加することもできる。
3を、酸化ケイ素前駆化合物(たとえばSi(OR)4)
と一緒に及び亜鉛塩を用いて含浸することもできる。
囲内で、たとえば酸化物として計算して1〜40重量%
の間で変動する。7〜30重量%、特に有利に10〜2
5重量%の亜鉛もしくはカドミウム含有量が有利であ
る。こうして得られたなお不活性の触媒前駆体を次いで
最大600℃の温度で空気中で又は不活性ガス下でか焼
することができる。80〜300℃のか焼温度が有利で
ある。空気中で120〜250℃のか焼が特に有利であ
る。この場合、か焼の際に、なお存在するアニオン対亜
鉛もしくはカドミウムの割合が0.1を下回らないよう
に温度及び滞留時間を選択するように留意する。
む前に又は反応器中でインサイトゥで生成が実施され、
その際、触媒の表面に本来の活性層が形成される。この
ガス/固体触媒反応は、80〜400℃の温度で、水、
アルコール、有利に低級アルコール又はカルボン酸、有
利に低級カルボン酸の存在により促進される。100〜
250℃で水含有又はメタノール含有ガス混合物中で、
有利に130〜200℃でメタノール含有ガス混合物を
用いて、アルキン又はアレンとの反応が実施される反応
器中でインサイトゥでの触媒の生成が有利である。触媒
前駆体は活性相の形成のために、反応条件下でメタノー
ルとプロピン及びアレンとの及び場合により他の不活性
成分、たとえばプロペン又はプロパンとの混合物と接触
するのが有利である。活性層の形成は、プロピン転化率
及びアレン転化率の上昇により(約5〜30分後に、温
度に応じて)、選択性の上昇により(10〜300分後
に、温度に応じて)及び酢酸亜鉛からなる触媒前駆体を
使用した場合に排ガス中の酢酸メチルの濃度の減少によ
り示される。定常状態及び高い選択率は温度に応じて約
2〜20時間後に達成される。
試料(Ausbauprobe))の特性決定のために標準方法を使
用した。測定したBET表面積(一般に10〜800m
2/g)並びに硬度は各例に記載した。100〜400
m2/gのBET表面積を有する触媒を使用するのが有
利である。さらに、試料は粉末X線回折分析(XRD)
及び透過電子顕微鏡分析(TEM)を用いて調査した。
両方の構造解析法を用いて、結晶性構造の意味の長距離
秩序(Fernordnung)は確認されず、全ての試料は非晶
質であった。担体上での亜鉛の分布は断片に関して電子
顕微鏡並びにマイクロプローブで試験した。全ての試料
は、使用後でも、触媒がほぼ均質な元素分布を有し結晶
性ZnOを少量有しているか又は有していないことを示
した。IR試験(KBr−プレス成形物)において、活
性触媒はアセテート帯域(これは触媒前駆体において1
570、1410,670及び610cm-1でみられ
る)を示さなかった。13C−CP−MAS−NMRにお
いて、アセテートに関する信号も存在しなかった。29S
i−CP−MAS−NMRにおいて、触媒は、非晶質S
iO2にとって典型的な−109ppmで広幅の帯域及
び−99ppmで肩部(主要ピークの強度の約15%)
を示しただけであった。酢酸Zn/SiO2触媒前駆体
の元素分析は、アセテート/Znのモル比がか焼温度に
依存することを示した。室温で乾燥した触媒は、1.8
〜2のアセテート/Zn比を示した。200〜250℃
の有利な温度範囲でのか焼の後に、0.5〜1のアセテ
ート/Zn比であった。高温ではアセテート/Zn比は
なお低下し、同様にそれにより形成される触媒の触媒活
性も低下する。
ができるか又はたとえば流動層中で使用することもで
き、このために相応する形態、たとえば砕片、タブレッ
ト、モノリス、球又は押出物(相応する断面を有するス
トランド、たとえば中実ストランド、車輪型、星型又は
リング状)を有する。
た、1740mlの容量を有し、かつ約90mlの触媒
容量を有する傾斜のないCSTR(Continuously Stirr
ed Tank Reactor)(A)中で実施した。この反応器は
約108mmの内径及び約200mmの高さを有し、内
壁に設置された電気的加熱コイルを用いて加熱した。反
応器の中央に金属製の小さなシリンダ(直径約64m
m、高さ約150mm)が設置されており、このシリン
ダは半分の高さ(上端の下側の約85mm)にワイヤー
格子を備えている。このワイヤ格子上に触媒が緩く振り
かけられている。この反応器の蓋部に平形のタービン
(直径約100mm、高さ約20mm)が設置されてお
り、このタービンは1500〜2000rpmで駆動す
る。温度制御のために反応器の軸に関して多様な高さで
合計で6個の熱電素子が設置されている。この出発物質
をHPLCポンプを用いて加圧下で配量供給し、反応器
の直前で混合し、反応器室内で放圧させた。アルキンも
しくはアレン(図1中の1)は純粋な形で配量供給され
るか又は混合物として他の不活性成分で希釈される。プ
ロピン及びアレンの場合には、他の炭化水素との混合物
を使用した(主成分として組成:プロピン30〜43容
量%、アレン16〜20容量%、プロペン20〜45容
量%、イソブタン5〜10容量%及びプロパン2〜6容
量%;その他の前成分1%以下。この混合物はスチーム
クラッカーの側流から蒸留により得られる)。アルコー
ル性分(図1の2)には、GC分析のための内標準とし
てシクロヘキサン約10重量%が添加される。
で及びプロピン及び/又はアレン0.5〜10mmol
/分及びMeOH0.5〜20mmol/分の供給速度
で実施した。この反応圧力は1.1〜3.5バール(絶
対)であった。
全混合物は、一般に4〜60Nl/hであった。GHS
V(gas hourly space velocity)は、 GHSV=ガス容量[Nl/h]/触媒容量[l] として定義され、80〜1200h-1である。このLH
SV(liquid hourly space velocity)は、 LHSV=液体容量[Nl/h]/触媒容量[l] (ここではプロピン及びMeOH容量の供給容量)とし
て定義され、0.2〜3h-1である。滞留時間は触媒容
量[l]とガス量[Nl/s]とからの商として定義さ
れ、3〜40sである。
輸送導管(3)を介してオンラインガスクロマトグラフ
ィー(B)へ運ばれ、そこで2時間ごとに分析した。そ
の後、ガス流は部分凝縮(C)にさらされ、室温で凝縮
しない成分(6)は一定の間隔(約12時間)でオフラ
インGCを用いて分析した。凝縮物(5)は同様に捕集
され、オフラインGCを用いて分析した。
プロピン及びアレンの合計に関する。
決定のために標準方法を使用した。測定したBET表面
積並びに硬度は各例に記載した。さらに、試料は粉末X
線回折分析(XRD)及び透過電子顕微鏡分析(TE
M)を用いて調査した。担体上での亜鉛の分布は電子顕
微鏡並びにマイクロプローブの断面画像を用いて制御し
た。選択された試料はさらになおIR、13C−CP−M
AS−NMR及び29Si−CP−MAS−NMR及びE
XAFSを用いて調査した。
テル及び式IIのジアルコキシ化合物は、作用物質及び
香料の製造のための有価の中間体である。特にエノール
エーテルは、例えばイソフィトールの製造のための前駆
物質としてのγ,δ−不飽和ケトンの製造のための需要
のある出発物質である。
合、公知の方法で、式IIの化合物を1モルのR1OH
の分解により式Iの相応するエノールエーテルに変換す
ることができる。このためには、ドイツ国特許出願公開
(DE−A)第3535128号明細書、ドイツ国特許
出願公開(DE−A)第3722891号明細書、ドイ
ツ国特許出願公開(DE−A)第3804162号明細
書、Chemical Abstracts, Vol. 94 (19); 156 241 f及
びドイツ国特許出願公開(DE−A)第1954445
0号明細書からの多数の公知方法が存在する。
0%ZnO、80%SiO2) Zn/SiO2担体触媒は、358m2/gのBET表面
積、0.9ml/gの吸水性及び43Nのスタンプ強度
(Stempelhaerte)を有するX線非晶質のSiO2成形体
(直径3〜6mmを有する球)をアンモニア性酢酸亜鉛
溶液で含浸することにより製造した。
ay)100gを、25%のNH4OH溶液に溶かしたZ
n(OAc)2・2H2O(Merck)67.42gを用い
て室温で含浸させ、引き続きこの触媒前駆体を120℃
で16時間乾燥させ、次いで4時間250℃で空気中で
か焼した。
表面積及び64N/成形体の強度を有していた。アセテ
ート/Zn比は0.56モル/モルであった。
lを充填した。プロピン/アレン混合物(約55容量
%、2.8mmol/分)及びメタノール(2.1mm
ol/分;不活性物質と合わせた全供給量:7.3mm
ol/分;MeOH/プロピン+アレン比=0.75)
を、次いでHPLCポンプを用いて配量供給した。この
反応温度は170℃で、圧力1.2bar(絶対)もし
くは出発物質の部分圧は0.8barであった。触媒が
完全に形成された後(約14時間の経過時間の後)に転
化率は67%(プロピン及びアレンに対して)及び90
%(メタノールに対して)であった。主要生成物として
(括弧内はプロピン+アレンに対する選択率)2−メト
キシプロペン(87%)、2,2−ジメトキシプロパン
(4%)、1−メトキシプロペン(4%)及びアセトン
(2%)が生じた。
が測定された:BET206m2/g、強度64N/成
形体。
9.5%ZnO、0.5%Na2O、80%SiO2) 蒸留水160g及び25%のNH4OH溶液120gか
らなる混合物中に溶かしたZn(OAc)2・2H2O
(Merck)131.46g及びNa(OAc)・3H2O
2.08gからなる含浸溶液を、それぞれ195ml
に2つに分け、SiO2担体(Siliperl(R) AF125, Fa.
Engelhard)200gを室温で第1の分量で含浸した。
この触媒前駆体を引き続き16時間120℃で乾燥さ
せ、第2の分量で室温で含浸し、引き続き16時間12
0℃で乾燥させ、次いで空気中で250℃で4時間か焼
した。この触媒前駆体は212m2/gのBET表面積
及び61N/成形体の硬度を有していた。上記の装置中
に触媒前駆体約90mlを充填し、次いでプロピン/ア
レン混合物及びメタノールをHPLCポンプを用いて配
量供給した。この反応を170℃の第1の温度調節の際
に活性触媒が完全に形成され、転化率及び選択率が一定
になるまで実施した。その後温度及び供給量を変えた。
この結果を表1にまとめた。圧力は全ての試験の場合
1.2bar(絶対)であった。
22DMP:2,2−ジメトキシプロパン;1MP:1
−メトキシプロペン(シス及びトランス);11DM
P:1,1−ジメトキシプロパン。
媒について、次の値が測定された:BET213m2/
g、硬度45N/成形体。
ZnO、85%SiO2)SiO2成形体を例1に記載し
たと同様に1工程でアンモニア性の含浸液中で製造し
た:SiO2担体(Siligel, Fa. Solvay)100gを2
5%のNH4OH溶液54g中に溶かしたZn(OA
c)2・2H2O(Merck)47.59gを用いて室温で
含浸し、引き続きこの触媒前駆体を16時間120℃で
乾燥させ、引き続き250℃で4時間空気中でか焼し
た。
表面積及び47N/成形体の硬度を有していた。上記の
装置中にこの触媒前駆体約90mlを充填した。プロピ
ン/アレン混合物(約55容量%、2.6mmol/
分)及びメタノール(2.1mmol/分;不活性物質
と合わせた全供給量:7.0mmol/分;MeOH/
(プロピン+アレン)比=0.79)をHPLCポンプ
を用いて配量供給した。反応温度は170℃であり、圧
力は1.2bar(絶対)であり、もしくは出発物質の
部分圧は0.8barであった。触媒が完全に形成され
た後(約14時間)、転化率は69%(プロイン/アレ
ンに対して)もしくは86%(メタノールに対して)で
あった。生成物として次のものが生じた(括弧内は選択
率):2−メトキシプロペン(86%);2,2−ジメ
トキシプロパン(4%);シス及びトランス−1−メト
キシプロペン(4%);アセトン(2%);1,1−ジ
メトキシプロパン(1%)。
測定された:BET235m2/g、硬度61N/成形
体。
ZnO、75%SiO2)SiO2成形体を例1に記載し
たと同様に1工程でアンモニア性の含浸液中で製造し
た。SiO2担体(Siligel)100gを25%のNH4
OH溶液55g中に溶かしたZn(OAc)2・2H2O
(Merck)89.89gを用いて含浸し、引き続きこの
触媒前駆体を16時間120℃で乾燥させ、次いで25
0℃で4時間空気中でか焼した。
表面積及び56N/成形体の硬度を有していた。上記の
装置中にこの触媒前駆体約90mlを充填し、プロピン
/アレン混合物(約55容量%、2.6mmol/分)
及びメタノール(2.1mmol/分;不活性物質と合
わせた全供給量:7.0mmol/分;MeOH/(プ
ロピン+アレン)比=0.79)をHPLCポンプを用
いて配量供給した。反応温度は170℃であり、圧力は
1.2bar(絶対)であり、もしくは出発物質の部分
圧は0.8barであった。触媒が完全に形成された後
(約14時間)、転化率は63%(プロイン/アレンに
対して)もしくは85%(メタノールに対して)であっ
た。生成物として次のものが生じた(括弧内は選択
率):2−メトキシプロペン(87%);2,2−ジメ
トキシプロパン(4%);シス及びトランス−1−メト
キシプロペン(4%);アセトン(2%);1,1−ジ
メトキシプロパン(1%)。
測定された:BET222m2/g、硬度73N/成形
体。
したSiO2担体をSilierl(R) AF125 (Fa. Engelhard)
又はSiO2担体D11−10又はD11−13(BASF
AG)又は表面が疎水化されているSiO2担体を使用
し、比較可能な結果が得られた。
うが、含浸をNH4OHを添加せずに実施した。
選択率が観察された:2−メトキシプロペン:82%;
アセトン:6%、2,2−ジメトキシプロパン:4%;
シス及びトランス−1−メトキシプロペン:4%;1,
1−ジメトキシプロパン:1%。プロピン/アレン転化
率は77%であった。
測定された:BET215m2/g、硬度39N/成形
体。
%CdO、7.5%ZnO、85%SiO2)Cd/Z
n/SiO2担体触媒を、413m2/gのBET表面
積、0.99ml/gの吸水性及び29N/成形体の硬
度を有するX線非晶質のSiO2成形体(直径3〜5m
mを有する球)を硝酸カドミウム及び酢酸亜鉛溶液で含
浸することにより製造した。このため、蒸留水150g
に溶かしたCd(OAc)2・2H2O(Merck)18.
31g及びZn(OAc)2・2H2O(Merck)23.
80gからなる含浸溶液を、95mlと85mlとの2
つの分量に分け、SiO2担体(Siliperl(R) AF125, F
a. Engelhard)100gを室温で最初の分量で含浸し、
この触媒前駆体を引き続き16時間120℃で乾燥し、
次いで第2の分量で室温で含浸し、、引き続き16時間
120℃で乾燥し、引き続き500℃で2時間空気中で
か焼した。
表面積及び40N/成形体のスタンプ硬度を有してい
た。
を充填し、プロピン/アレン混合物(約61容量%、
3.2mmol/分)及びメタノール(2.0mmol
/分;不活性物質と合わせた全供給量:7.5mmol
/分;MeOH/(プロピン+アレン)比=0.65)
をHPLCポンプを用いて配量供給した。反応温度は1
70℃であり、圧力は1.2bar(絶対)、もしくは
出発物質の部分圧は0.83barであった。触媒が完
全に形成された後(約8時間)、次の選択率が観察され
た:2−メトキシプロペン:78%;2,2−ジメトキ
シプロパン:4%;アセトン:6%;シス及びトランス
−1−メトキシプロペン:3%;1,1−ジメトキシプ
ロパン;1%。プロピン/アレン転化率は61%であっ
た。
測定された:BET241m2/g、硬度44N/成形
体。
%ZnO) 164m2/gのBET表面積を有するケイ酸の沈降に
より製造したSiO2粉末(D11−10、BASF AG)5
00gをまず最初に900℃で(2時間)か焼すること
により疎水化した。疎水化したSiO2粉末100gを
ジャガイモデンプン3g、25%のアンモニア溶液2g
及び水140gと一緒に2時間混練した。次いでこれを
ストランドにプレス成形し(プレス圧:40bar)、
これを120℃で16時間乾燥し、550℃で6時間か
焼した。この担体は127m2/gのBET表面積、
1.0ml/gの吸水性及び<1N/ストランドの硬度
を有していた。SiO2担体75gを、水74ml中の
Zn(OAc)2・2H2O(Merck)28.90gの溶
液で1工程で含浸した。引き続き、この触媒前駆体を1
20℃で16時間乾燥し、250℃で4時間空気中でか
焼した。
面積及び7N/成形体の硬度を有していた。
を充填し、プロピン/アレン混合物(約61容量%、
3.1mmol/分)及びメタノール(3.9mmol
/分;不活性物質と合わせた全供給量:9.2mmol
/分;MeOH/(プロピン+アレン)比=1.24)
をHPLCポンプを用いて配量供給した。反応温度は2
00℃であり、圧力は1.2bar(絶対)、もしくは
出発物質の部分圧は0.91barであった。
より、この触媒をゆっくりと導入した。触媒活性の導入
直後にほとんどもっぱらアセトン及びメチルアセテート
が生じた(アセテートは酢酸亜鉛の分解から由来す
る)。約80分後にプロピン/アレンに関する転化率は
すでに35%(期待値のほぼ半分)に達し、2−メトキ
シプロペンについての選択率は53%であった。約15
0分後に、プロピン/アレンに関する転化率はすでに6
7%(期待値の約95%)に達し、2−メトキシプロペ
ンについての選択率は85%であった。触媒の完全な生
成の後(約5時間)、次の選択率が観察された:2−メ
トキシプロペン:85%;2,2−ジメトキシプロパ
ン:5%;アセトン:4%;シス及びトランス−1−メ
トキシプロペン:4%;1,1−ジメトキシプロパン:
1%。プロピン/アレン転化率は71%であった。生成
し終えた触媒について使用後に次の値が測定された:B
ET72m2/g;硬度8N/成形体。
した。最初の4時間の間にメタノール(3.9mmol
/分)だけを供給した。この時間の後にようやくプロピ
ン/アレン混合物(約61容量%、3.1mmol/
分;不活性化合物と合わせた総供給量:9.2mmol
/分;MeOH/(プロピン+アレン)比=1.31)
を供給し始めた。反応器中のこの温度を最初から200
℃で、1.2バール(絶対)の圧力で、もしくは0.9
1バールの出発化合物の部分圧に保持した。
た。プロピン/アレンの供給を開始した約10分後に、
プロピン/アレンの転化率は53%であった。この値は
十分に一定であった(さらに3時間後に56%の転化
率)。2−メトキシプロペンに対する選択率は最初から
一定であった。プロピン/アレン供給の開始の3時間後
に、次の選択率が観察された:2−メトキシプロペン:
80%;2,2−ジメトキシプロパン:8%;アセト
ン:5%;シス及びトランス1−メトキシプロペン:4
%;1,1−ジメトキシプロパン:1%。生成し終えた
触媒について使用後に次の値が測定された:BET87
m2/g、硬度1N/成形体。
nO 20%、Cs2O4%及びSiO2 76%) Zn/Cs/SiO2担体触媒を、X線非晶質のSiO2
成形体(直径1.5〜3.5mmを有する球;BET表
面積300m2/g、吸水性0.9ml/g、及びスタ
ンプ硬度35N/成形体)を酢酸亜鉛溶液及び酢酸セシ
ウム溶液を用いて含浸することにより製造した。このた
め、温かい蒸留水140g及び氷酢酸10ml中に溶か
したZn(OAc)2・H2O(Merck)70.97g、
及びCs(OAc) 5.26gからなる含浸溶液を、
90mlと80mlとに2つに分け、SiO2担体10
0g(Siliper AF125, Fa. Engelhard)を最初の分量で
室温で含浸した。触媒前駆体を引き続き16時間120
℃で乾燥し、第2の分量で室温で含浸させ、引き続き1
20℃で16時間乾燥し、引き続き空気中で250℃で
4時間か焼した。
表面積及び47N/成形体の硬度を有していた。上記し
た装置中にこの触媒前駆体約90mlを充填し、プロピ
ン/アレン混合物(約63容量%、3.3mmol/
分)及びメタノール(3.9mmol/分;不活性化合
物と合わせた総供給量:9.4mmol/分;MeOH
/(プロピン+アレン)比=1.18)をHPLCポン
プを用いて配量供給した。この反応温度は200℃であ
り、圧力は1.2バール(絶対)もしくは出発物質の部
分圧は0.92バールであった。触媒が完全に生成した
後(約8時間)次の選択率が観察された:2−メトキシ
プロペン:82%;2,2−ジメトキシプロパン:5
%;アセトン:6%;シス及びトランス−1−メトキシ
プロペン:5%;1,1−ジメトキシプロパン:1%。
プロピン/アレン−転化率は55%であった。
値が測定された:BET222m2/g;硬度47N/
成形体。
た含有量:ZnO 20%、Li2O4%、SiO2 7
6%) Zn/Li/SiO2担体触媒を、X線非晶質のSiO2
成形体(直径1.5〜3.5mmを有する球;BET表
面積300m2/g、吸水性0.9ml/g、及び硬度
35N/成形体)を酢酸亜鉛溶液及び酢酸リチウム溶液
を用いて含浸することにより製造した。このため、温か
い蒸留水140g及び氷酢酸10ml中に溶かしたZn
(OAc)2・H2O(Merck) 70.97g、及びL
i(OAc) 8.13gからなる含浸溶液を、90m
lと80mlとに2つに分け、SiO2担体100g(S
iliper AF125, Fa. Engelhard)を最初の分量で室温で
含浸し、触媒前駆体を引き続き16時間120℃で乾燥
し、第2の分量で室温で含浸させ、引き続き120℃で
16時間乾燥し、引き続き空気中で250℃で4時間か
焼した。
表面積及び46N/成形体の硬度を有していた。上記し
た装置中にこの触媒前駆体約90mlを充填し、プロピ
ン/アレン混合物(約63容量%、3.3mmol/
分)及びメタノール(3.9mmol/分;不活性化合
物と合わせた総供給量:9.4mmol/分;MeOH
/(プロピン+アレン)比=1.18)をHPLCポン
プを用いて配量供給した。この反応温度は200℃であ
り、圧力は1.2バール(絶対)もしくは出発物質の部
分圧は0.92バールであった。触媒が完全に生成した
後(約8時間)次の選択率が観察された:2−メトキシ
プロペン:80%;2,2−ジメトキシプロパン:5
%;アセトン:7%;シス及びトランス−1−メトキシ
プロペン:5%;1,1−ジメトキシプロパン:1%。
プロピン/アレン−転化率は54%であった。
値が測定された:BET216m2/g;硬度48N/
成形体。
た含有量:ZnO 17%、K2O 3%、SiO2 7
9.7%及びPd約0.3%) Zn/K/SiO2担体触媒を、X線非晶質のSiO2成
形体(直径1.5〜3.5mmを有する球;BET表面
積300m2/g、吸水性0.9ml/g、及び硬度3
5N/成形体)を酢酸亜鉛溶液及び酢酸カリウム溶液を
用いて含浸することにより製造した。このため、温かい
蒸留水140g及び氷酢酸10ml中に溶かしたZn
(OAc)2・H2O(Merck) 70.97g、及びK
(OAc)5.26gからなる含浸溶液を、90mlと
80mlとに2つに分け、SiO 2担体100g(Silip
er AF125, Fa. Engelhard)を最初の分量で室温で含浸
し、触媒前駆体を引き続き16時間120℃で乾燥し、
第2の分量で室温で含浸させ、引き続き120℃で16
時間乾燥し、その上に0.3%のPd−ゾルを含浸し、
新たに120℃で16時間乾燥した。
表面積及び36N/成形体の硬度を有していた。上記し
た装置中にこの触媒前駆体約90mlを充填し、プロピ
ン/アレン混合物(約63容量%、3.3mmol/
分)及びメタノール(3.9mmol/分;不活性化合
物と合わせた総供給量:9.4mmol/分;MeOH
/(プロピン+アレン)比=1.18)をHPLCポン
プを用いて配量供給した。この反応温度は200℃であ
り、圧力は1.2バール(絶対)もしくは出発物質の部
分圧は0.92バールであった。触媒が完全に生成した
後(約8時間)次の選択率が観察された:2−メトキシ
プロペン:85%;2,2−ジメトキシプロパン:4
%;アセトン:3%;シス及びトランス−1−メトキシ
プロペン:6%;1,1−ジメトキシプロパン:1%。
プロピン/アレン−転化率は74%であった。
値が測定された:BET184m2/g;硬度38N/
成形体。
た含有量:ZnO 7.5%、CoO7.5%、SiO
2 85%) Zn/Co/SiO2担体触媒を、X線非晶質のSiO2
成形体(直径3〜5mmを有する球;BET表面積41
3m2/g、吸水性0.99ml/g、及び硬度39N
/成形体)を酢酸亜鉛溶液及び酢酸コバルト(II)溶
液を用いて含浸することにより製造した。
(OAc)2・H2O(Merck) 23.80g、及びC
o(OAc)2・4H2O 29.33gからなる含浸溶
液を、95mlと85mlとに2つに分け、SiO2担
体100g(Siliper AF125, Fa. Engelhard)を最初の
分量で室温で含浸した。この触媒前駆体を引き続き16
時間120℃で乾燥し、第2の分量で室温で含浸させ、
新たに120℃で16時間乾燥した。この触媒前駆体は
289m2/gのBET表面積及び39N/成形体の硬
度を有していた。上記した装置中にこの触媒前駆体約9
0mlを充填し、プロピン/アレン混合物(約60容量
%、2.9mmol/分)及びメタノール(2.0mm
ol/分;不活性化合物と合わせた総供給量:7.0m
mol/分;MeOH/(プロピン+アレン)比=0.
7)をHPLCポンプを用いて配量供給した。この反応
温度は170℃であり、圧力は1.2バール(絶対)も
しくは出発物質の部分圧は0.84バールであった。触
媒が完全に生成した後(約8時間)次の選択率が観察さ
れた:2−メトキシプロペン:75%;2,2−ジメト
キシプロパン:8%;アセトン:7%;シス及びトラン
ス−1−メトキシプロペン:3%;1,1−ジメトキシ
プロパン:1%。プロピン/アレン−転化率は28%で
あった。
値が測定された:BET267m2/g;硬度49N/
成形体。
成形体、吸水量0.71ml/g、BET表面積185
m2/g)100.0gをテトラメトキシシラン(Dynas
il(R), Firma Huels)70.0mlで含浸した。引き続
き、濃硝酸15mlの添加によりテトラメトキシシラン
を加水分解した。こうして得られたSiO2/Al2O3
担体を、150℃でN2中で15時間乾燥させた。引き
続き、この担体を、25%のアンモニア水30g中のZ
n(OAc)2・2H2O(Merck)47.59gの溶液
で含浸した(これはSiO2/Al2O3上のZnO15
%に相当)。ついで、得られたストランドを120℃で
16時間乾燥し、250℃で4時間か焼した。この触媒
前駆体は166m2/gのBET表面積及び54N/成
形体の硬度を有していた。
を充填した。プロピン/アレン混合物(約52容量%、
2.9mmol/分)及びメタノール(2.1mmol
/分;不活性化合物と合わせた総供給量:7.7mmo
l/分;MeOH/(プロピン+アレン)比=0.7
1)をHPLCポンプを用いて配量供給した。この反応
温度は170℃で、圧力は1.2バール(絶対、出発生
成物の部分圧は0.78バール)であった。
り、触媒活性はゆっくりと導入された。触媒を完全に生
成した後(約20時間)次の選択率が得られた:2−メ
トキシプロペン:69%;2,2−ジメトキシプロパ
ン:8%;アセトン:12%;シス及びトランス−1−
メトキシプロペン:8%;1,1−ジメトキシプロパ
ン:1%。プロピン/アレン転化率は28%であった。
2担体触媒を、X線非晶質のSiO2成形体(直径3〜6
mmを有する球;BET表面積358m2/g、吸水性
0.9ml/g、及び硬度43N/成形体)をアンモニ
ア性酢酸亜鉛溶液(これはNH4OH含有溶液にギ酸亜
鉛二水和物を溶解することにより製造)を用いて含浸す
ることにより製造した。
y)を25%のNH4OH溶液120g中に溶かしたZn
(HCOO)2・H2O 47.74gで室温で含浸し、
この触媒前駆体を引き続き16時間120℃で乾燥し、
ついで250℃で4時間空気中でか焼した。
lを充填した。プロピン/アレン混合物(約46容量
%、2.29mmol/分)及びメタノール(2.11
mmol/分;不活性化合物と合わせた総供給量:7.
20mmol/分;MeOH/(プロピン+アレン)比
=0.92)をHPLCポンプを用いて配量供給した。
この反応温度は170℃であり、圧力は1.20バール
(絶対)(出発物質の部分圧は0.73バール)であっ
た。触媒が完全に生成した後(約14時間の経過時間)
プロピン/アレン選択率は29%であった。主要生成物
(括弧中の選択率はプロピン+アレンに関して)として
2−メトキシプロペン(77%)、2,2−ジメトキシ
プロパン(15%)、1−メトキシプロパン(4%)及
びアセトン(3%)が生成した。
ト)Zn/SiO2担体触媒を、X線非晶質のSiO2成
形体(直径3〜6mmを有する球;BET表面積358
m2/g、吸水性0.9ml/g、及び硬度43N/成
形体)をメタノール性亜鉛アセチルアセトネート溶液
(これはメタノール中に亜鉛アセチルアセトネートを溶
解することにより製造)を用いて含浸することにより製
造した。
y)をメタノール360ml中のZn(acac)2・x
H2O(Aldrich)それぞれ4×90mlで室温で含浸
し、その際、それぞれの含浸工程の後120℃で16時
間乾燥させた。最後に250℃で空気中でか焼した。
lを充填した。プロピン/アレン混合物(約46容量
%、2.45mmol/分)及びメタノール(1.83
mmol/分;不活性化合物と合わせた総供給量:7.
28mmol/分;MeOH/(プロピン+アレン)比
=0.75)をHPLCポンプを用いて配量供給した。
この反応温度は170℃であり、圧力は1.20バール
(絶対)(出発物質の部分圧は0.71バール)であっ
た。触媒が完全に形成した後(約14時間の経過時間)
プロピン/アレン選択率は65%であった。主要生成物
(括弧中の選択率はプロピン+アレンに関して)として
2−メトキシプロペン(84%)、2,2−ジメトキシ
プロパン(6%)、1−メトキシプロペン(4%)及び
アセトン(2%)が生成した。
で示す図。
縮器; 1 アルキン又はアレン; 2 アルコール成
分; 3 導管; 4 導管; 5 凝縮物;6 成分
Claims (11)
- 【請求項1】 式I又は式II: 【化1】 [式中、R1は水素又は脂肪族基、環式脂肪族基、芳香
脂肪族基、芳香族基又は複素環式基又はアシル基を表
し、その際、これらの基はアセチレン又はアレンと反応
しない他の置換基を有していてもよく、基Rは相互に無
関係に水素、又は脂肪族基、環式脂肪族基、芳香脂肪族
基、芳香族基又は複素環式基を表し、これらの基は相互
に結合して1個の環を形成していてもよく、mは0又は
1を表す]で示される化合物を製造するために、式II
I: R1OH III の化合物を、式IV又は式V: 【化2】 [式中、R1及びRは前記した意味を表す]で示される
アセチレン又はアレンと、気相中で、高めた温度で、ケ
イ酸塩含有の不均一触媒の存在で付加する方法におい
て、活性成分として、酸化物として計算して1〜40重
量%の量の亜鉛又はカドミウムを有するX線非晶質のケ
イ酸亜鉛又はケイ酸カドミウムを含有し、400℃を下
回る温度で分解可能の酸性有機化合物の亜鉛塩又はカド
ミウム塩を非晶質ケイ酸上に設置し、50〜500℃の
温度で水素、10個までのC原子を有するアルカノー
ル、2〜6個のC原子を有しかつ2〜3個のOH基を有
するジオール又はポリオール又は1〜6個のC原子を有
するカルボン酸からなるグループから選択されたヒドロ
キシル基含有化合物の存在で触媒を生成することにより
得られた触媒を使用することを特徴とする、式I又は式
IIの化合物の製造方法。 - 【請求項2】 酢酸亜鉛、ギ酸亜鉛又は亜鉛アセチルア
セトネートを使用する、請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 触媒作用成分が亜鉛又はカドミウムに対
して80モル%まで、ナトリウム、カリウム、リチウ
ム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウ
ム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、マンガ
ン、鉄、コバルト、ニッケル及び銅からなるグループ
(A)及びチタン、ジルコニウム、ハフニウム、ゲルマ
ニウム、スズ及び鉛からなるグループ(B)から選択さ
れた他の金属でドープされている、請求項1記載の方
法。 - 【請求項4】 アセチレン又はアレンと反応すべき同じ
アルカノールの存在で生成される触媒を使用する、請求
項1記載の方法。 - 【請求項5】 水溶液及び水性−アンモニア性溶液中で
亜鉛塩で非晶質ケイ酸を含浸し、引き続き生成すること
により得られる触媒を使用する、請求項1記載の方法。 - 【請求項6】 ヒドロキシル基含有化合物のR1OHの
式IV及び式Vの化合物への付加を100〜350℃の
温度で実施する、請求項1記載の方法。 - 【請求項7】 2−メトキシプロペン及び/又は2,2
−ジメトキシプロパンを、メタノールのメチルアセチレ
ン及び/又はアレンへの100〜350℃の温度での付
加により製造する、請求項1記載の方法。 - 【請求項8】 請求項1記載の方法に適したX線非晶質
のケイ酸亜鉛又はケイ酸カドミウムの製造方法におい
て、400℃を下回る温度で分解可能な酸性有機化合物
の亜鉛又はカドミウムの塩を非晶質ケイ酸上に、乾式混
合するか又は前記塩の溶液を用いて含浸することにより
設置し、この触媒を50〜500℃の温度で生成する、
X線非晶質のケイ酸亜鉛又はケイ酸カドミウムの製造方
法。 - 【請求項9】 50〜500℃で触媒を生成する前に、
亜鉛塩又はカドミウム塩を非晶質ケイ酸上に設置するこ
とにより得られた触媒前駆体を100〜400℃でか焼
し、か焼の際の温度及び滞留時間を、触媒前駆体が塩の
当初のアニオンの少なくとも10モル%をなお含有する
ように選択する、請求項8記載の方法。 - 【請求項10】 非晶質ケイ酸亜鉛を、酢酸亜鉛溶液で
非晶質ケイ酸を含浸し、引き続き生成することにより得
る、請求項8記載の方法。 - 【請求項11】 請求項8記載の方法により得られたX
線非晶質のケイ酸亜鉛触媒又はケイ酸カドミウム触媒。
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JP2012502092A (ja) * | 2008-09-12 | 2012-01-26 | フイルメニツヒ ソシエテ アノニム | 活性アルデヒドおよびケトンを放出できるジビニルエーテル誘導体および芳香表面への使用方法 |
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