JPS58109446A - 蓚酸エステルの製法 - Google Patents

蓚酸エステルの製法

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JPS58109446A
JPS58109446A JP56208597A JP20859781A JPS58109446A JP S58109446 A JPS58109446 A JP S58109446A JP 56208597 A JP56208597 A JP 56208597A JP 20859781 A JP20859781 A JP 20859781A JP S58109446 A JPS58109446 A JP S58109446A
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oxalate
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acid
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光雄 三浦
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は脂肪族アルコール、−酸化炭素及び分子状酸素
を反応させて、蓚酸エステルを製造する方法に於ける新
規な触媒に関するものである。
従来アルコール、−酸化炭素及び分子状酸素を反応させ
て蓚酸エステルを製造する触媒としてパラジウム塩類及
び銅の塩類を主成分とする触媒が知られている。(例え
ば、特開昭50−131917号公報、特開昭51−9
5013号公報など。) これらの触媒は該反応時に、銅の塩類が、反応で生成し
た蓚酸エステルと反応して蓚酸鋼となって沈殿し、その
ため触媒の活性が急激に減少するという問題があり、又
蓚酸鋼の回収、再生が厄介で操作が煩雑であり、触媒の
円滑な循環再使用を困難にするなどの問題点があった。
又従来銅の塩類としてはハロゲン化銅が主に使用される
が、この場合ハロゲンに因る装置の腐食といったことも
問題であった。
本発明者等はこのような諸問題を解決すべく新規な触聾
の探索を行なった結果、銅の塩類のかわりにある種のへ
テロポリ酸及びある種の窒素化合物を触媒成分として使
゛用するときは、両速のような問題点はなく反応が容易
に&行し、目的物の蓚酸エステルの生成速度も大きく選
択率も高ソことを見出し本発明を完成したものである。
順ち、本発明は脂肪族アルコール、−酸□化炭素及び分
子状酸素を反応させて蓚酸エステルを製造するに当り、
■パラジウム金属又はパラジウム化合物、■ヘテロボ゛
り酸及び(0硝酸、酸化窒素、亜硝酸エステルから選ば
れる少なくとも−nの窒素化合物から構成される触媒を
使用することを特徴とするも゛のである。
本発明を更に詳細に説明すると、本発明産休る触媒の構
成成分の1つであるパラジウム化合物は、具体的には、
硫酸パラジウム、硝酸パラジウム、ハロゲン化パラジウ
ム、酢酸パラジウム等のパラジウムの無機又は有機の酸
の塩類やパラジウムの錯化合物などであるが、活性炭、
シリカゲル、アルミナ等に担持された、又は不担持のパ
ラジウム金属も使用しつる。これらのうち硫酸パラジウ
ムは最も活性が高く、好ましい化合物である。
これらのパラジウム金属又はパラジウノ・化合物の使用
量については、特に制限はなく広い範囲で使用しつるが
、原料アル リ(後述のように不活性溶媒を使用する場合にはアルコ
ールと不活性溶媒との合計11100au)パラジウム
として1oII9原子以下、通常0.001乃至10■
原子程度が使用され、好ましくは0.01乃至2M+9
原子の範囲で使用される。
次にもう一つの構成成分であるヘテロポリ酸(以後)−
I P Aと略す。)は次の一般式で表わさレル。DI
] チ)fm[LxMyoz’)  ((u シロ 1
 ”−、≦12)であり、ここでLはP、As % ’
I’i、5ixGe、 Snh Zrh Thx Ce
x B、 I% Tex Pes Crs A&Co 
y N + %H1、C1s、 Mns 8ex Y等
を表わし、又Mは〜lo、 W、 V、Nbx ’I’
as Re等を表わす。更に具体的には次のようなもの
を挙げることが出来る。例えば l(3〔PMo、2o
4o〕、H4(S I MO1204o ’)、夏14
COeMo 、2o4o)% H(PMo、。V2O4
o)、 H7CAsMO12へ、〕、H6(TeMo6
024 )、Ha(PM06Wρ40”、H5〔YMo
6o24〕等を挙げることが出来る。
本発明において、これらのHPAの使用量はパラジウム
の場合と同様に広い範囲で使用することが出来るが、通
常は1×10 モル/p乃至1モル/、e、更に好まし
くは1×10 モル/看乃至1×10  モル/看程度
の濃度で実施するのが好都合である。熱論この値より低
い濃度でも反応は進行するが触媒活性が低くなるので実
用的でなく、又これより高い濃度を使用しても反応速度
及び目的物の選択率共にそれほど向上せず、好結果は得
られない。
これらのHP Aは公知の方法で容易に製造することが
出来る。例えばドデカモリブドリン酸では次式の反応で
製造し得る(日本化学会編:新実験化学講座第8巻無機
化合物の合成fl11414頁参照)。
Hs P 04+12Mo Os  →H3(P Mo
 、204g) (ap)又市販品も使用出来る。これ
らのHPAは一般に単離した結晶のかたちで使用される
が、単離することなく、溶液のかたちでそのまま使用す
ることも出来る。
次に本発明に係る触媒を構成する窒素化合物 5− について述べると、まず硝酸としては発煙硝酸を含み、
又酸化窒素としては一酸化窒素、二酸化窒素のほかに三
酸化二窒素、四酸化二窒素、五酸化二窒素、などの酸化
窒素類も同様に使用しうる。父亜硝酸エステルとしては
一価の飽和脂肪族アルコールと亜硝酸とのエステルであ
って、例えば亜硝酸メチル、亜硝酸エチル、亜硝酸ブチ
ル、亜硝酸アミル等を挙げることが出来る。これらの窒
素化合物の使用量柱広い範囲で変えつるが、通常使用さ
れるパラジウム金属又はパラジウム化合物中のパラジウ
ム1グラム原子当り約1乃至約i oooモル、好まし
くは約2乃至約500モル程度使用するのが反応速度及
び選択率のうえから適当である。
本発明に係る触媒を使用して実際に反応を行なう場合、
バッチ反応の場合には、まず所定量の金属パラジウム又
はパラジウム化合物、HPA及び窒素化合物を原料アル
コールに加えるが溶解してオートクレーブなどの反応器
に仕込み、これに適量の酸素ガスを含廟する一酸化炭素
又 6− は−酸化炭素のみ(この場合には攪拌反応時に酸素ガス
を適宜補給する)を所定圧力迄圧入し次いで所定温度で
、所定時間攪拌反応させる方法に依る。又連続で反応を
行なう場合には例えば予めパラジウム金属又はパラジウ
ム化合物、HP A及び窒素化合物を原料アルコールに
溶解又は懸濁したものを連続的にポンプ等で反応器に供
給し、一方適媚の酸素を含有する一酸化炭素ガスを圧縮
機で同時に反応器に供給して反応)させる方法などによ
ることが出来る。
本発明で使用される脂肪族アルコールは飽和−価の直鎖
状、分岐鎖状又は環状の脂肪族アルコールであって、こ
れらのアルコール中には何便用しうる。具体的にはメタ
ノール、エタノール、n−プロパツール、1so−プロ
パツール、n−ブタノール、1so−ブオノール− 5
ec−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、オク
タツール、デカノール、シクロヘキサノール、シクロペ
ンタノールのほか、アルコキシ基を含んだものとしてエ
チレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリ
コールモノエチルエーテル、ジエ千レンゲリコールモノ
エチルエーテル等を挙げることが出来る。これらのアル
コール類は化学量論的に必要とされる量よりも過剰に使
用することによって反応の際の溶媒を兼ねることも出来
る0又副反応を防止し、蓚酸ニシジン、メジ千しン、プ
ソイドクメン等f) 芳香族炭化水素類、ジイソプロピ
ルエーテル、ジブ手ルエーテル、テトラヒドロフラン、
エチレングリコールジブチルエーテル等のエーテル類;
n−ヘキサン、ローへブタン、シクロヘキサンの如き脂
肪族炭化水素類;アセトン、M E K 。
アセトフェノンの如きケトン類;モノ−、ジー及びトリ
クロルベン)ゼン、ニトロベンゼン等のほか、ギ酸ブチ
ル、酢醸メチル、酢酸工千ル、酢酸ブチル、プロピオン
酸エチル、プロピオ/酸ブチル、蓚酸ジブチル、マロン
酸ジエチル、安息香酸メチル、安息香酸メチル、フタル
酸ジン千ル、フタル酸ジエ千ル、アジピン醸ジメチル等
のエステル類;トリブチルホスフアート、トリフエニー
ルホスファート、トリクレジールホスファート等のリン
酸エステル類;災酸ジン千ル、炭酸ジエチル、炭酸ジブ
チル等の炭酸エステル類やスルホラン等のスルホン類が
挙げられ、原料アルコールと併用して使用できる。然し
不活性溶媒としてはこれらに限定されるわけ手 ではなく、本反応に有効なもので鬼反応を阻害しないも
のであればいかなるものでも使用可能である。これらの
不活性溶媒の使用量には特に制限はないが、通常原料ア
ルコールに対し同容乃至10倍容程度が好都合である。
本発明で使用される一酸化炭素の圧力についでは炭酸エ
ステルの副生が増加し、蓚酸エステルの選択率は低下す
る。
パ、゛好 9− ましくは5 rl kg/an 2 G乃至約’ 50
 kg/crn 2(1度の圧力で実施される。尚本発
明で使用される一酸化炭素は必ずしも純粋である必要は
なく、炭酸ガス、窒素、水素等を含有しても差支えない
また、本発明で使用される分子状酸素としては、純酸素
のほかに、空気等の酸素含有ガスを使用してもよい。こ
れらの分子状酸素の使用量は特に制限は、なく、バッチ
反応の場合には、原料アルコールの反応率に応じた必要
量を供給することになるが、導入に際しては爆発性の混
合ガスを形成しない様な酸素ガス分圧で供給することが
必要である。例えば全圧の4%以下の圧力で数回供給す
る方法に依るか、又は酸素ガスを4vo1%以下含有す
る一酸化炭素ガスを使用するなどの方法で実施される。
又連続で実施する場合にも例えば前述の酸素ガスを4V
O1%以下含有する一酸化炭素ガスを連続的に反応器に
圧入する方法などで実施することが出来る。
本発明を実施するに際して適用される反応器10− 炭は通常約30℃乃至約200℃であるが、反応速度及
び選択率の点からみて約40℃乃至約150℃が好適で
ある。
反応時間については使用される原料アルコールの種類や
触媒量その他の反応条件によっても異なるが、一般に原
料アルコールの転化率を数チ乃至約20モル係程度に留
めるのが蓚酸エステルの選択率の点から奸才しく、通常
それは反応開始後数分から数時間で達成される。然し不
活性溶媒を併用する場合にはアルコールの転化率を任意
にとることができ、従ってこの場合には任意の反応時間
を設定することが出来る。生成した目的物の蓚酸エステ
ルは蒸留によって反応混合物から容易に分離取得される
“ 本発明に係る触媒は従来公知の銅塩を使用する触媒
と異なり、生成する蓚酸エステルと反応することによる
触媒活性の低下が無く、触媒の再使用が容易であり、又
蓚酸エステルの生成速度、選択率共に大きく、工業上極
めて有用な触媒である。
次に本発明を実施例により更に詳細に説明する0尚、実
施例中蓚酸エステルの選択率は反応したアルコール基準
の選択率を示す。
実施例 1 内容f*100#Itのステンレス製電磁攪拌式オート
クレーブにn−ブタノール 40jLt%硫酸パラジウ
ム 15m9(0、074mmol)、市販のドデカモ
リブドリン酸(Hg (PMo 1204G ) −1
7H2010,159、亜硝酸ブチルo、5#Itを仕
込み、次いで室温で酸素ガスを3vo1%含有する一酸
化炭素ガスを70kli/crt+2G迄圧入した。次
いでオートクレーブを80”C迄加熱し、同温度で12
分間攪拌反応を行なった。反応後反応生成物をガスクロ
マトグラフィーで分析したところ、蓚酸ジブモル 6.
14mmo1 %炭77 mol/看・hr K相当す
る。
実施例 2 (1)  ドデカモリブド珪酸の調製 114(s I
 MO12040”l ・H2O 300a+Jの水1cNaOH6Pを溶解し、Na25
i(’)3@91−120 21.39を加えて溶解せ
しめる。更にこの液にMo05129.6fを加え攪拌
しながら2時間還流下で沸騰させる。室温に冷却した後
沈殿な濾過して除き、50〜60℃で100α迄濃縮し
Na4SjMo、204oの溶液を得る。この液を分液
ロート忙移し同量のジエチルエーテルを加え、更に35
%Hc−e を数滴加えて抽出する。液は3層に分離し
底に油状のドデカモリブド珪H(J(4S IMo 1
204o)のエーテレートが生じる。このエーテレート
が生じなくなるまでHCp を加えて抽出をくり返す。
エーテレートを取り出し、50℃でエーテルを除き、水
を加え50℃でエーテルが除去される菫で保つ。次いで
更に50℃で水を除きドデカモリブド珪酸の固体を得た
(11)蓚酸ジブモルの製造 13一 実施例1に使用したと同様のオートクレーブにn−ブタ
ノール AQml、硫酸パラジウム15mg(n 、 
074mmol )、(11で得たドデカモリブド珪酸
 0.22、亜硝酸プ千ル 0゜5酎を入れ、次いで一
酸化炭Wガスを80klil/Crn2G迄圧入した。
オートクレーブを80℃迄加熱し、続いて酸素ガスを3
 kF/m 2 G圧入後、同温度で6分間攪拌反応を
続けた。反応後反応生成物をガスクロマトグラフィーで
分析したところ、蓚酸ジブチル 11 、58mmo!
 、炭酸ンブチル 0 、41 m mols  酪酸
ブチル 0゜26 m molが生成した。これは蓚酸
ジブチルの選択率94.4%で、又その生成速度は2.
6mo I /、e−h rに相当する。
実施例 6 実施例1に使用したと同様のオートクレーブにn−ブタ
ノール 40m1.パラジウム全域5 8即(7,5X10  モル)、実施例2で調製された
ドデカモリブド珪酸 0.15ff、亜硝14− 酸ブチル 0.5trtを入れ、次いで一酸化炭素ガス
を80kl?/crn2 G迄圧入した。オートクレー
ブを80℃に加熱し、級いて酸素ガスを2゜5 kll
/cn+ 2 Gまで圧入して攪拌反応を開始し、同温
度で25分間攪拌反応を続けた0反応後、反応生成物を
ガスクロマトグラフィーで分析したところ#酸ジブチル
 9.7mmol、炭酸ジブチル 0 、25mmol
、酪酸ブチル 0.25mmn1が生成した。これは蓚
酸ジブチルの選択率 95.1%に、又生成速度は0 
、58 mol/壌・hr  に相当する0 実施例 4 (11ホスホ6モリブド6タングステン酸の調製H3〔
PMo6W604o〕−8H2ONa2HPO4111
2H2016、38ffを200 atの水に溶解しN
a2Wo4・21I20.145.0511Na2Mo
04・2H2035、04’/を加えて溶かす。
この液を50℃に保って約100#IeK′IIk縮す
る。
室温に冷し7た溶液を分液ロートに移し、同量のエチル
エーテルを加える0更に35’1HCA を数滴加えて
、ゆっくり攪拌するとロートの底に黄色の油状生成物が
得られる。50℃でエーテルを除き、水50継を加えて
更[50℃で水を除いて黄色の固体を得る。
(11:  蓚酸ジブチルの製造 実施例1に使用したと同様のオートクレーブにn−ブタ
ノール 4omty倣酸パラジウムロ5yn9 (0、
074mmol )、(:)で得たホスホ6モリブド6
タングステン酸 0,15jiL、亜硝酸ブチル 0.
5mlを入れ実施例6と同様にして30分反応を行ない
実施例1と同様に分析した結果、蓚酸ジブ−fル109
.7 mmol/n。
実施例 5 中 ホスホ10モリブド2バナジン酸の調製H(PMo
、。V2O4o〕・nH2O100Mgの熱水にNaV
O5’24 、41i’を溶解し、別の100#Itの
水1cNa2HPO47、1fを溶解した液と混合する
。この混合液を約90℃に保ちながら、濃硫Pg 5m
lを滴下すると、あずき色となる。更に200mgの熱
水に1211のNa2MoO4・2H20を溶かした溶
液を攪拌しながら加えた。続いて85Nの濃偕酸を攪拌
しながら滴下していくと紅色になる。液を60℃で20
0M1に濃縮し、室温に冷やしてから、分液ロートに移
し、同量のジエチルエーテルで抽出する。液は3相に分
かれ、目的物は中間層にあずき色のエーテレートとして
生成する。これを分離して50°Cでエーテルを除き、
水を加えて50℃でエーテルが除去されるまで保つ。更
に50℃で水を除き目的物の固体を得た。
(11)蓚酸ジブチルの製造 実施例1に使用したと同様のオートクレーブn−ブタノ
ール 40m1−硫酸パラジウム5m+1? (0,0
74mmo+) 、fllで得たホスホ17− 10モリブド2バナジンfl!  n、15fI、亜硝
酸ブチル 0.5txtを仕込み、実施例4と同様にし
て30分反応を行t「い、実施例1と同様に分析した結
果、蓚酸ジブチル 86 、1 mrnol/I、炭酸
ジブチル 1.85 m mol/−(L酪峻プ千ル 
6.28 m mo I7e  が生成した。これは蓚
酸ジブチルの選択率 91.4%で、又生成速度はn 
、172mol/沼・hrに相当する。
特許出願人  三菱瓦斯化学株式会社 代表者 長 野 和 吉 18− 手  続  補  正  書 昭和42年8 月、、>ρ日 1 事件の表示 昭和56年特許願第208597号 2、発明の名称 蓚酸エステルの製法 5、補正をする者 事件との関係  特許出願 住所♂100)東京都千代田区丸の内二丁目5番2号名
称(446) 三菱瓦斯化学株式会社6、補正の対象 明細書 Z 補正の内容   別紙の通り 訂  正  明  細  書 1、発明の名称 蓚酸エステルの製法 2、特許請求の範囲 脂肪族アルコール、−酸化炭素及び分子状酸素を反応さ
せて蓚酸エステルを製造するに当り(11パラジウム金
属又はパラジウム化合物(2)  へテロポリ酸 及び (6)硝酸、亜硝酸エステル、酸化窒素から選ばれる少
なくとも一種の窒素化合物 から構成される触媒を使用することを特徴とする蓚酸エ
ステルの製法。
5 発明の詳細な説明 本発明は脂肪族アルコール、−酸化炭素及び分子状酸素
を反応させて、蓚酸エステルを製造する方法に於ける新
規な触媒に関するものである。
従来アルコール、−酸化炭素及び分子状酸素 1 − を反応させて蓚酸エステルを製造する触媒としてパラジ
ウム塩類及び銅の塩類を主成分とする触媒が知られてい
る。(例えば、特開昭50−151917号公報、特開
昭51=95013号公報、特開昭53−15315号
公報など。)さらに、パラジウムまたはその塩類と硝酸
または亜硝酸アルキル類を使用する方法(%開閉54−
41813号公報)が知られている。
これらのうち、銅の塩類を主成分とする触媒は該反応時
に、銅の塩類が、反応で生成した蓚酸エステルと反応し
て蓚酸鋼となって沈殿し、そのため触媒の活性が急激に
減少するという問題があり、又蓚酸鋼の回収、再生が厄
介で操作が煩雑であり、触媒の円滑な循環再使用を困難
にするなどの問題点があった。又従米銅の塩類としては
ハロゲン化銅が主に使用されるが、この場合ハロゲンに
因る装置の腐食といったことも問題であった。
また、パラジウムまたはその塩類と硝酸または亜硝酸ア
ルキル類を使用する方法では、銅塩 2− を用いる場合の問題点は回避できるが、工業的に有利な
速度で反応させるには多量の硝酸または亜硝酸アルキル
の使用が必要であり、これは特に連続反応において反応
ならびに蒸留工程で副生物が生じ易い不利があり工業的
に必ずしも満足できるものでない。
本発明者等はこのような諸問題を解決すべく新規な触媒
の探索を行なった結果、銅の塩類のかわりにある種のへ
テロポリ酸及びある種の窒素化合物を触媒成分として使
用するときは、前述のような問題点はなく反応が容易に
進行し、目的物の蓚酸エステルの生成速度も大きく選択
率も高いことを見出し本発明を完成したものである。
即ち、本発明は脂肪族アルコール、−酸化炭素及び分子
状酸素を反応させて蓚酸エステルを製造するに当り、■
パラジウム金属又はパラジウム化合物、■ヘテロポリ酸
及びQノ硝酸、酸化窒素、亜硝酸エステルから選ばれる
少なくとも一種の窒素化合物から構成される触媒を使用
す 3− ることを特徴とするものである。
本発明を更に詳細に説明すると、本発明に係る触媒の構
成成分の1つであるパラジウム化合物は、具体的には、
硫酸パラジウム、硝酸パラジウム、ハロゲン化パラジウ
ム、酢酸パラジウム等のパラジウムの無機又は有機の酸
の塩類やパラジウムの錯化合物などであるが、活性炭、
シリカゲル、アルミナ等に担持された、又は不担持のパ
ラジウム金属も使用しうる。、これらのうち硫酸パラジ
ウムは最も活性が高く、好まLい化合物である。
これらのパラジウム金属又はパラジウム化合物の使用量
については、特に制限はなく広い範囲で使用しうるが、
原料アルコール100罰当り(後述のように不活性溶媒
を使用する場合にはアルコールと不活性溶媒との合計量
100mJ)パラジウムとして10mg原、子以下、通
常0.001乃至101n9原子程度が使用され、好ま
しくは(1、01乃至2叩原子の範囲で使用される。
次にもう一つの構成成分であるヘテロポリ酸(以後HP
Aと略す)は次の一般式で表わされる。即ち Hn(L
x −My Oz ) ・mH2Oであり、ここでLは
、P、 As 、 Ti 、 Si + Ge、 Sn
、 Zr。
Th、 Ce、 B、  I 、 Te’、 Fe、 
Cr、 A−43,Co。
Ni 、 Rh、 Cu、 Mn、 Se、 Y等を表
わし、Mは少なくとも1原子以上のMo 、 W、 V
、 Nb。
Ta、Re等のポリ原子を表わす。nはLの原子価に依
存する。Xは1あるいは2であり、yはy/xの比とし
て6から12の範囲内の数値である。2は24から56
の数である。
この様なヘテロポリ酸について具体的には例えば、H5
(PMO12040)、 H4(SiMo1204o 
1 、 Ha[GeMo+20401 、 H5(PM
o+o V204[+]、 H7(ASMO12042
)、H6[TeMo6024〕、H5〔PMo6W60
4o〕等を挙げることが出来る。これらのうち特に有効
なヘテロポリ酸は上記の一般式においてLがPあるいは
Sl  であり、′MがMo  であるものである。
そしてさらに有効なヘテロポリ酸は次の一般式で書き表
わされる。
Ha −n(LMo1zO4o’LmH20,又はH1
2−n[LMo+20421 °mH20ここでLはP
あるいはSl であり、nはLの原子価である。
その例として H5(PMO120401,H4C3i
Mo+20401  が挙げられる。
本発明において、これらのHPAの使用量はパラジウム
の場合と同様に広い範囲で使用することが出来るが、通
常はアルコール1看当り(不活性溶媒を使用する場合は
アルコールと不活性溶媒の合計量1−g)1x1o  
モル乃至1モル、更に好ましくはI X 10−’モル
乃至1×10−2モル程度の濃度で実施するのが好都合
である。熱論この値より低い濃度でも反応は進行するが
触媒活性が低くなるので実用的でなく、又これより高い
濃度を使用しても反応速度及び目的物の選択率共にそれ
ほど向上せず、好結果は得られない。
これらのHPAは公知の方法で容易に製造することが出
来る。例えばドデカそりブトリン酸では次式の反応で製
造し得る(日本化学余線6− 新実験化学講座第8巻無機化合物の合成(1+1114
14頁参照)。
H5PO4+12MoO5−Hs (PMO12040
1(aq)又市販品も使用出来る。これらのHPAは一
般に単離した結晶のかたちで使用されるが、単離するこ
となく、溶液のかたちでそのまま使用することも出来る
次に本発明に係る触媒を構成する窒素化合物について述
べると、まず硝酸としては発煙硝酸を含み、又酸化窒素
としては一酸化窒素、二酸化窒素のほかに三酸化二窒素
、四酸化二窒素、五酸化二窒素、などの酸化窒素類も同
様に使用しうる。又亜硝酸エステルとしては一価の飽和
脂肪族アルコールと亜硝酸とのエステルであって、例え
ば亜硝酸メチル、亜硝酸エチル、亜硝酸ブチル、亜硝酸
アミル等を挙げることが出来る。これらの窒素化合物の
使用量も広い範囲で変えうるが、通常はアルコール1.
e当り(不活性溶媒を使用する場合はアルコールと不活
性溶媒の合計量IA)0.01モル乃至0.5モル、 
7− 好ましくは約0.05モル乃至0,6モル程度使用する
のが反応速度及び選択率のうえから適当である。もしも
窒素化合物が多く使用されるとCO2′)ltびアセタ
ール等のアルコール酸化物が増加し、好ましくない。
本発明に係る触媒を使用して実際に反応を行なう場合、
バッチ反応の場合には、まず所定量の金属パラジウム又
はパラジウム化合物、HPA及び窒素化合物を原料アル
コールに加えるか溶解してオートクレーブなどの反応器
に仕込み、これに適量の酸素ガスを含有する一酸化炭素
又は−酸化炭素のみ(この場合には攪拌反応時に酸素ガ
スを適宜補給する)を所定圧力迄圧入口次いで所定温度
で、所定時間攪拌反応させる方法に依る。又連続で反応
を行なう場合には例えば予めパラジウム金属又はパラジ
ウム化合物、HPA及び窒素化合物を原料アルコールに
溶解又は懸濁したものを連続的にポンプ等で反応器に供
給し、一方適量の酸素を含有する一酸化炭素ガスを圧縮
機で同時に反応器に供給して反応させる方法などによる
ことが出来る。
本発明で使用される脂肪族アルコールは飽和−価の直鎖
状、分岐鎖状又は環状の脂肪族アルコールであって、こ
れらのアルコール中には例えばアルコキシ基などの置換
基を含んだものも使用しうる。具体的にはメタノール、
エタノール、n−プロパツール、1so−プロパツール
、n−ブタノール、1so−ブタノール、5ec−ブタ
ノール、ペソタノール、ヘキサノール、オクタツール、
デカノール、シクロヘキサノール、シクロペンタノール
のほか、アルコキシ基を含んだものとしてエチレングリ
コールモノメチルエーテル、プロピレングリコール七ノ
エチルエーテル、ジエチレングリコール七ノエチルエー
テル等を挙げることが出来る。これらのアルコール類は
化学量論的に必要とされる量よりも過剰に使用すること
によって反応の際の溶媒を兼ねることも出来る。又副反
応を防止し、蓚酸エステルの選択率及び反応速度を向上
せしめるために他の不活性な有機溶媒を使用することが
でキ、これは例えばベンゼン、トルエン、キシレン、メ
シチレン、プソイドクメン等の芳香族炭化水素類、ジイ
ソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロ
フラン、エチレングリフールジブチルエーテル等のエー
テル類;n−ヘキサン、n−へブタン、シクロヘキサン
の如き脂肪族炭化水素類;アセトン、メチルエチルケト
ン、アセトフェノンの如キケトン類;モノ+、0− 及
rJ ト11クロルベンゼン、ニトロベンゼン等のほか
、ギ酸ブチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、
プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、蓚酸ジブチ
ル、マロン酸ジエチル、安息香酸メチル、安息香酸エチ
ル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、アジピン酸
ジメチル等のエステル類;トリブチルホスファート、ト
リフエニールホスファート、トリクレジールホスファー
ト等のリン酸エステル類;炭酸ジメチル、炭酸ジエチル
、炭酸ジブチル等の炭酸エステル類やスルホラン等のス
ルホン類が挙げられ、原料アルコールと併用して使用で
10− きる。これらの中でも特にエステル類が好ましい。然し
不活性溶媒としてはこれらに限定されるわけではなく、
本反応に有効なもので本反応を阻害しないものであれば
いかなるものでも使用可能である。これらの不活性溶媒
の使用量には特に制限はないが、通常原料アルコールに
対し同容乃至15倍容程度が好都合である。
本発明で使用される一酸化炭素の圧力についても特に制
限はなく、常圧から150¥1G程度が一般的であり、
150製G以上の高圧でも本反応は進行するがあまり高
圧でも特に有利ではなく、余り低圧では炭酸エステルの
副生が増加し、蓚酸エステルの選択率は低下する。好ま
しくは50¥1G乃至約150%Q程度の圧力で実施さ
れる。尚本発明で使用される一酸化炭素は必ずしも純粋
である必要はなく、炭酸ガス、窒素、水素等を含有して
も差支えない。
また、本発明で使用される分子状酸素としては、純酸素
のほかに、空気等の酸素含有ガスを使用してもよい。こ
れらの分子状酸素の使用量11− は特に制限はなく、ハンチ反応の場合には、原料アルコ
ールの反応率に応じた必要量を供給することになるが、
導入に際しては爆発性の混合ガスを形成しない様な酸素
ガス分圧で供給することが必要である。例えば全圧の4
96以下の圧力で数回供給する方法に依るか、又は酸素
ガスを4vo196以下含有する蓚酸化炭素ガスを使用
するなどの方法で実施される。又連続で実施する場合に
も例えば前述の酸素ガスを4vo196以下含有する蓚
酸化炭素ガスを連続的に反応器に圧入する方法などで実
施することが出来る。
本発明を実施するに際して適用される反応温度は通常約
50℃乃至約200℃であるが、反応速度及び選択率の
点からみて約40℃乃至約150℃が好適である。
反応時間については使用される原料アルコールの種類や
触媒量その他の′:、反応条件によっても異なるが、一
般に原料アルコールの転化率を数モル%乃至約20モル
%程度に留めるのが蓚酸エステルの選択率の点から好ま
しく、通常それは反応開始後数分から数時間で達成され
る。然し不活性溶媒を併用する場合にはアルコールの転
化率を任意にとることができ、従ってこの場合には任意
の反応時間を設定することが出来る。
生成した目的物の蓚酸エステルは蒸留によって反応混合
物から容易に分離取得される。
本発明に係る触媒は従来公知の銅塩を使用する触媒と異
なり、生成する蓚酸エステルと反応することによる触媒
活性の低下が無く、触媒の再使用が容易であり、又蓚酸
エステルの生成速度、選択率共に大きく、工業上極めて
有用な触媒である。
次に本発明を実施例により更に詳細に説明する。尚、実
施例中蓚酸エステルの選択率は反応したアルコール基準
の選択率を示す。
実施例 1 内容積10(1m/のステンレス製電磁攪拌式オートク
レーブKn−ブタノール40WL11硫酸パラジウム 
15ダ(0、074mmol) 、市販のドデカモリブ
ドリン酸t H5(PMO120401・17H201
0−15g、 Jllj硝酸ブチル Q、5mを仕込み
、次いで室温で酸素ガスを5 vo196含有する蓚酸
化炭素ガスを70υG迄圧入した。
次いでオートクレーブを80℃迄加熱し、同温度で12
分間攪拌反応を行なった。反応後反応生成物をガスクロ
マトグラフィーで分析したところ、蓚酸ジプチル 6 
、14mm01s炭酸ジプチル 0 、226mmol
、酪酸ブチル 0゜242 mmolが生成した。これ
は蓚酸ジプチルの選択率92 、996で、その生成速
度は0.77mol/看・hrに相当する。
実施例 2 (1)  ドデカモリブド珪酸の調製 Ha (S i
Mo 120ao ) ・H2O 30QTRlの水にNaOH6gを溶解し、NazSi
Os・9E(2021、5gを加えて溶解せしめる。更
にこの液にMo0s129.6gを加え攪拌しながら2
時間還流下で沸騰させる。室温14− に冷却した後沈殿なr過して除き、50〜60℃で10
0−迄濃縮しNi3SiMo1204oの溶液を得る。
この液を分液ロートに移し同量のジエチルエーテルを加
え、更に55%HCA を数滴加えて抽出する。液は3
層に分離し底に油状のドデカモリブド珪酸(H4S i
Mo 12040 )のエーテレートが生じる。このエ
ーテレートが生じなくなるまでHC/3を加えて抽出を
くり返す。エーテレートを取り出し、50℃でエーテル
を除き、水を加え50℃でエーテルが除去されるまで保
つ。次いで更に50℃で水を除きドデカモリブド珪酸の
固体を得た。
(11)蓚酸ジプチルの製造 実施例1に使用したと同様のオートクレーブにn−ブタ
ノール 40m1/、硫酸パラジウム15q (0、0
74mmol) 、(i)で得たドデカモリブド珪酸 
0.2g、亜硝酸ブチル 0゜5−を入れ、次いで蓚酸
化炭素ガスを80製G迄圧入した。オートクレーブを8
0℃迄加熱し、続いて酸素ガスを3VG圧入後、同温度
で6分15− 間攪拌反応を続けた。反応後反応生成物をガスクロマト
グラフィーで分析したところ、蓚酸ジブチル11 、5
8mmols炭酸ジプチル 0゜41mm01x酪酸ブ
チル 0 、26 mmolが生成した。これは蓚酸ジ
ブチルの選択率9464%で、又その生成速度は2.6
molβ・hrに相当する。
実施例 6 実施例1に使用したと同様のオートクレーブKn−ブタ
ノール 40d、パラジウム金属8■(7,5X10 
 モル)、実施例2で調製されたドデカモリブド珪酸−
0,15g、亜硝酸ブチル 0.5m/を入れ、次いで
一酸化炭素ガスを80%G迄圧入した。オートクレーブ
を80℃に加熱し、続いて酸素ガスを2.5製Gまで圧
入して攪拌反応を開紳し、同温度で25分間攪拌反応を
続けた。反応後、反応生成物をガスクロマトグラフィー
で分析したところ蓚酸ジプチル 9.7 mmol、炭
酸ジブチル 0゜25 m mols酪酸ブチル 0 
、25mmolが生成した。これは蓚酸ジブチルの選択
率 95゜1%に、又生成速度は0.58 mo1μ・
hrに相当する。
実施例 4 (1)ホスホ6モリプド6タングステン酸の調製H5〔
PMo6W604o1・8H2ONa2HPO4・12
H2016、58gを2ooyの水に溶解しNa2Wo
4・2H2045、05g。
Na2MoO4・2H205,5、04gを加えて溶か
す。
この液を50℃に保って約100ゴに濃縮する。
室温に冷した溶液を分液ロートに移し、同量のエチルエ
ーテルを加える。更に3596HC−e を数滴加えて
、ゆっくり攪拌すると一一トの底に黄色の油状生成物が
得られる。50℃でエーテルを除き、水50−を加えて
更に50℃で水を除いて黄色の固体を得る。
(11)蓚酸ジプチルの製造 実施例1に使用したと同様のオートクレーブにn−ブタ
ノール 40 ml、 硫酸パラジウム15i1& (
0、074mmol) 、(1)で得たホスホ6モリブ
ド6タングステン酸 0.15g、fi硝酸ブチル 0
.5ゴを入れ実施例6と同様にして60分反応を行ない
実施例1と同様に分析した結果、蓚酸ジプチル 109
.7mmoしt、炭酸ジブチル 1.85 mmo1%
&酪酸ブチル6 、1 m、mol/−g  が生成し
た。これは蓚酸ジブチルの選択率 95.291)で、
又その生成速度は0 、219 mol/−6’hrに
相当する。
実施例 5 (1)ホスホ10モリブド2バナジン酸の調製H(PM
o +oV204o1 ・llH2O100m/の熱水
にNaVO524、4gを溶解し、別)、、 、i 、
o 、o yの水にNa2HPO47,1gを溶解した
液と混合する。この混合液を約90℃に似ちながら、濃
硫酸 5dを滴下すると、あずき色となる。更に200
1の熱水に121gのNa2MoO4・2H20を溶か
した溶液を攪拌し18− ながら加えた。続いて135m1!の濃硫酸を攪拌しな
がら滴下していくと紅色になる。液を60°Cで200
1jに濃縮し、室温に冷やしてから、分液ロートに移し
、同量のジエチルエーテルで抽出する。液は6相に分か
れ、目的物は中間層にあずき色のエーテレートとして生
成する。これを分離して50℃でエーテルを除き、水を
加えて50℃でエーテルが除去されるまで保つ。更に5
0℃で水を除き目的物の固体を得た。
(11)蓚酸ジブチルの製造 実施例1に使用したと同様のオートクレーブKn−ブl
ノール 40 it/、 i酸パラジウム15ay (
o 、 (174mmoJ) 、(L)で得たホスホ1
0モリブド2バナジン酸 0.15g1亜硝酸ブチル 
0.5プな仕込み、実施例4と同様にして30分反応を
行ない、実施例1と同様に分析した結果、蓚酸ジブチル
 86 、1 mmol/!、炭酸ジブチル 1 、8
5 mmo1μ、酪酸ブチル 6 、28 m mol
//3 が生成した。これは蓚酸ジプチルの選択率 9
1.4%で、又生19− 成速度ハo 、 172 mol/4brに相当−?る
実施例 6 実施例1に使用したと同様のオートクレーブにメタノー
ル 7 、511/、パラジウム金属 5■、ドデカモ
リブドリン酸、H3(PMO120401・17H20
0、2g及び発煙硝酸 0.28m1を採り、反応溶媒
としてCH2(COOCHs) 2 6096と(C0
0CH5)4 4096とからなる混合溶媒を用い、−
酸化炭素ガスを85%Gまで圧入した。
オートクレーブを90℃まで加熱し、ついで酸素ガスを
4%G圧大圧入のち、同温度で15分間攪拌し反応させ
た。反応後反応生成物をガスクロマトグラフィーで分析
した結果、蓚酸ジメチル 12.9mmoL炭酸ジメチ
ル 0.2m rno l 1痕跡程度のギ酸メチルが
生成が認められた。なお、本実施例における蓚酸ジメチ
ルの選択率は99.296で、その生成速度は1.29
molZ形・k】rに相当する。
特許出願人  三菱瓦斯化学株式会社 代表者長野和吉

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 脂肪族アルコール、−酸化炭素及び分子状酸素を反応さ
    せて蓚酸エステルを製造するに当り(1)パラジウム金
    属又はパラジウム化合物(2)  へテロポリ酸 及び (3)硝酸、亜硝酸エステル、酸化窒素から選ばれる少
    なくとも一種の窒素化合物 から構成される触媒を使用することを特徴とする蓚酸エ
    ステルの製法。
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