JPS5849532B2 - ブタンジオ−ル類の製造方法 - Google Patents

ブタンジオ−ル類の製造方法

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JPS5849532B2
JPS5849532B2 JP52152098A JP15209877A JPS5849532B2 JP S5849532 B2 JPS5849532 B2 JP S5849532B2 JP 52152098 A JP52152098 A JP 52152098A JP 15209877 A JP15209877 A JP 15209877A JP S5849532 B2 JPS5849532 B2 JP S5849532B2
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光郎 松本
益彦 田村
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Kuraray Co Ltd
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアリルアルコールのヒドロホルミル化反応生成
物であるヒドロキシブチルアルデヒド類を水素添加する
ことによりブタンジオール類を製造する方法に関する。
アリルアルコールを有機溶媒中ロジウム錯化合物ノ存在
下にヒドロホルミル化し、ヒドロホルミル化反応混合物
からヒドロキシブチルアルデヒド類を水で抽出分離し、
抽出液を水素添加触媒の存在下に水素と接触させること
からなるアリルアルコールからのブタンジオール類の製
造法はすでに公知である(特開昭51−29412号公
報参照)。
この製造法を反応式で示せば下記の如くである。
アルデヒド類を水溶液とし、水素添加触媒の存在下で水
素添加することにより対応するアルコールを得る方法は
古くからよく知られている。
この水素添加触媒として多数のものが提案されているが
、一般的にはニッケル系触媒およびパラジウム系触媒が
用いられている。
上記の公開特許公報においてもラネーニッケル触媒が最
も好ましい旨記載されている。
しかしながら、通常の市販ラネーニッケル触媒をアリル
アルコールのヒドロホルミル化反応により得られるヒド
ロキシブチルアルデヒド類の水素添加触媒として用いた
場合には、該触媒は初期活性の点ではすぐれているが、
活性寿命の点で満足できるものであるとは言えない。
本発明者等はこの様な欠点を改良するため鋭意研究した
結果本発明に至った。
すなわち本発明によれば、アリルアルコールのヒドロホ
ルミル化反応混合液より水で抽出することにより得られ
るヒドロキシプチルアルデヒド類の水溶液を水素添加触
媒の存在下に水素処理してブタンジオール類を製造する
に際し、水素添加触媒として、クロム、タングステン、
モリブデン、チタンから選ばれる一種以上の金属を0.
5〜20重量%、ニッケルを20〜70重量%およびア
ルミニウムを30〜80重量%含む合金をアルカリで展
開することにより得られるラネー触媒を用いることによ
り、触媒の経時的な活性低下を全く生じることなく高収
率でプタンジオール類を製造することができる。
ニッケルに対して適当量のコバルト、鉄、クロム、モリ
ブデン、バナジウム、マンガン、銅、錫、タングステン
、白金などの金属を添加したニッケル系触媒は通常のラ
ネーニッケル触媒と比較して高活性を示すことは古くか
ら知られていることが、これらの触媒を、本発明の対象
とするヒドロキシブチルアルデヒド類の水素添加に用い
た場合、通常のラネーニッケル触媒を用いた場合とくら
べて、初期活性において何ら差はない。
しかしこれら多元系触媒のうち、クロム、タングステン
、モリブデンおよびチタンから選ばれる一種以上の金属
を特定量含むニッケル触媒のみがヒドロキシブチルアル
デヒド類の水素添加反応に対して長期の触媒活性寿命を
もたらすことは全く驚くべきことである。
本発明において水素処理されるヒドロキシブチルアルテ
ヒド類の水溶液は、アリルアルコールを有機溶媒中ロジ
ウム錯化合物の存在下に水素および一酸化炭素と接触さ
せることによりヒドロホルミル化し、生成ヒドロキシブ
チルアルデヒド類を水で抽出することにより得られる。
上記有機溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン
などの芳香族炭化水素類ならびにヘキサン、シクロヘキ
サンなどの飽和脂肪族あるいは飽和脂環族炭化水素類が
用いられる。
またロジウム錯化合物としては、水に対して難溶あるい
は不溶である公知のロジウムを含むヒドロホルミル化触
媒、特にHRh(CO)(PR3) 3(Rはアルキル
、フエニルまたはアリール基をあらわす)であらわされ
るロジウム錯化合物があげられ、通常これらロジウム錯
化合物はヒドロホルミル化反応液1l当り0.1〜50
ミリモルの範囲で使用される。
反応系に存在するロジウム錯化合物の量に対して大過剰
の三置換ホスフィンを反応系に共存させることは、反応
の選択性およびロジウム錯化合物の活性寿命の点で好ま
しい。
ヒドロホルミル化反応に供するH2/COの−E−/1
/比は1/4〜1o/1の範囲であり、ヒドロホルミル
化反応はO〜200℃の温度条件下および約50気圧以
下の圧力下で行うのが好ましい。
ヒドロホルミル化反応後の反応混合液を水で抽出するこ
とにより、ヒドロキシブチルアルデヒド類の水溶液が抽
出液として得られる。
本発明方法に用いられるラネー触媒は、一般に広く知ら
れているラネーニッケル触媒の調製法に準じた方法によ
り容易に製造することができる。
すなわち、1200〜1500℃において、それぞれ所
定量のアルミニウム、ニッケルならびにクロム、モリブ
テン、タングステンおよびチタンから選ばれる少くとも
一種の金属を混合して合金を製造し、冷却後、適当な粒
径(一般的には150〜250メッシュ)に粉砕し、さ
らにアルカリ水溶液中で展開する。
該合金は、ニッケルを20〜70重量%、アルミニウム
を30〜80重量%、クロム、モリブデン、タングステ
ンおよびチタンから選ばれる一種以上の金属を合計0.
5〜20重量%含んでいることが必要である。
アリルアルコールのヒドロホルミル化および水抽出によ
り得られるヒドロキシブチルアルデヒド類水溶液リ水素
添加処理における触媒活性および触媒活性寿命は、該合
金中の金属組成、特にクロム、モリブデン、タングステ
ンあるいはチタンの含有量によって大きく支配される。
これら金属の含有量が0.5重量%未満の場合には触媒
活性寿命の延長効果は殆んど現われず、また20重量%
より多い場合には触媒活性が低下する。
上記範囲中、本発明方法において特に好ましい含有量は
1〜10重量%である。
なお、本発明に用いられるラネー触媒は、実害のない範
囲内の量であれば他の金属を含んでいても何ら差し支え
ない。
本発明に従ってヒドロキシブチルアルテヒト類の水溶液
中の該アルデヒド類を水素添加するに際して、反応温度
としては120℃以下、特に20〜80℃の範囲が好ま
しい。
また、水素圧としては、特に制限はないが、一般には1
〜200kg/crA (絶対圧)の範囲、特に3 〜
3 0 kg/ctrl(絶対圧)の範囲が有利である
水素ガスは窒素、ヘリウム、アルゴン、メタン等の反応
に対して不活性なガスで希釈されていても何ら差し支え
ない。
水素添加触媒の使用量については特に制限はないが、反
応液に対して0.5〜5重量%の範囲を選ぶのが望まし
い。
ヒドロキシブチルアルデヒド類の水溶液中の該アルデヒ
ド類の濃度は、ヒドロホルミル化反応におげるアリルア
ルコール濃度および該反応混合液を水抽出する際の水の
量により決まるものではあるが、本発明の方法において
は、5〜50重量%の範囲が好ましい。
水素添加反応に際して、反応生成物であるブタンジオー
ル類を希釈剤として用い、最終的に高濃度のブタンジオ
ール水溶液としたのち蒸留工程に送ることは、蒸留に要
するスチームの使用量を低減させるという意味で、好ま
しい実施態様の一つである。
反応装置としては、一般に用いられている攪拌式反応装
置が本発明方法にも用いられる。
反応はバッチ方式、連続方式のいずれの方法でも行うこ
とができ、また一槽式でも多槽式でも行うことができる
水素添加反応後、反応混合液からr過あるいは遠心分離
等の操作により触媒を除去し、得られるブタンジオール
類の水溶液を蒸留することにより目的のブタンジオール
類を得ることができる。
得られるブタンジオール類、特に1・4−ブタンジオー
ルはポリエステルおよびポリウレタンの原料として、あ
るいは各種有機合成反応の原料として用いられる。
以下、実施例により本発明方法を具体的に説明する。
実施例 1 (1)ヒドロキシブチルアルデヒド水溶液の調製温度計
、攪拌装置、還流冷却器およびガス吹込み口を備えた内
容2lの四ツ目フラスコに HRh ( CO ) ( P ( C6H5 )3
)3”ミリモルおよびP(C6H5)3 150ミリモ
ルを溶解したトルエン溶液1lを入れ、フラスコ内を窒
素ガス続いてH2/CO=3/1(モル比)の混合ガス
で充分置換した。
フラスコを湯浴中に浸し、内温が60℃となるまで加温
したのち、同温条件下でH2/CO=3/1(モル比)
の混合ガスを80Nl/hr の速度で導入しながら攪
拌下にアリルアルコール1 20?を添加して、1.5
時間反応を行った。
反応終了後、反応混合液を室温まで冷却した。
反応混合液のガスクロマトグラフィー分析から、アリル
アルコールの転化率は98%であることがわかった。
次いで該反応混合液から窒素雰囲気下800I71lの
蒸留水により抽出操作を行い、ヒドロキシブチルアルデ
ヒドを含む水溶液約950111lを得た。
(11)水素添加触媒の調製 常法に従って、ニッケル47重量%、モリブデン3重量
%、アルミニウム50重量%からなるNi−Mo−AI
合金を1200℃で製造し、粉砕して200〜250メ
ッシュ径とした。
この様にして得られた粉末101を、35グの水酸化ナ
} IJウムを含む水溶液2001rLlを用いて、常
法により展開操作を行った。
展開後洗浄液のpHが9になるまで蒸留水にて洗浄し、
モリブデン含有ラネーニッケル型触媒を調製した。
(iii) ヒドロキシブチルアルデヒドの水素添加
上記(1)の方法により得られたヒドロキシブチルアル
デヒド水溶液250mlおよび上記(11)の方法で調
製した含水触媒12グ(水分率50重量%)を電磁攪拌
装置を備えた内容5001rLlのオートクレープに充
填した。
オートクレープ内を充分水素で置換したのち、系内の水
素圧を7kg/cm(絶対圧)に保ち、ガス吹込み口よ
り5Nl/hrの速度で水素ガスを溶液中に吹込みなが
ら、50℃で攪拌を行った。
■、5時間後ガス吹込みおよび攪拌を停止し、20分間
静置して触媒を沈降させたのち、上澄液200mlを取
り出した。
新たなヒドロキシプチルアルデヒド水溶液200rrL
lを同オートクレープに加えて、同様な操作を同一条件
下で再び1.5時間反応を続げた。
同様な操作を操り返すことにより合計4回反応を行った
抜き取った各反応液をガスクロマトグラフィーで分析し
、各回の1・4−フタンジオール(以下、■・4−BD
と略記する)および2−メチル−■・3−プロパンジオ
ール(以下、MPD と略記する)の濃度を求めたとこ
ろ、第1表の通りであった。
第1表より、4回の繰り返し反応において、本触媒の活
性は実質的に低下していないことがわかる。
比較例 1 水素添加触媒として市販のラネーニッケル触媒(川研フ
ァインケミカル製NDT65)12P(水分率50重量
%)を用いた他は実施例1と全く同様の方法で4回操り
返し水素化を行った。
各回の生成1・4−BD濃度および生成MPD濃度を第
2表に示す。
第2表より通常のラネーニッケル触媒を用いた場合、触
媒活性は毎回25%程度低下することがヒわかる。
実施例 2 実施例1に準じた方法により、6重量%のモリブデンを
含有するNi −Mo − A I合金(Ni47重量
%、A147重量%)を調製し、展開操作を行った。
得られた含水触媒12グ(水分率50重量%)を用い、
実施例1と同様な方法により調製したヒドロキシブチル
アルデヒド水溶液を、反応温度60℃、水素圧10kg
/ctA(絶対圧)とした他は実施例1と同様な方法で
、水素添加した。
4回繰り返し反応を行った結果、第1回目の生成1・4
−BD濃度および生或MPD濃度ならびに第4回目の生
成1・4−BD濃度および生成MPD濃度はそれぞれ3
28ミリモル/2 0 0TLl, 5 5.1ミリモ
/1// 2 0 0rrll, 3 2 6 ミリモ
ル/200ml、54.7ミリモル/200TIllテ
あッタ。
実施例3〜5、比較例2〜5 実施例1に準じた方法により、第3表に示される組成を
有する合金を調製し、展開操作を行った。
得られた含水触媒121(水分率50重量%)を用いて
実施例1と同様な方法により水素化反応を4回繰り返し
た。
各回の生成1・4−BD濃度および生成MPD濃度を第
3表に示す。
実施例 6 実施例1に準じた方法により、3重量%のモリブデンお
よび2重量%のチタンを含有するNiMo − T i
−A I合金(Ni45重量%、AI50重量%)を
調製し、展開操作を行った。
得られた含水触媒12グ(水分率50重量%)を用いて
、実施例1と同様な方法により水素化反応を4回繰り返
した。
第1回目の生成1・4−BD濃度および生成MPD濃度
ならびに第4回目の生成1・4一BD濃度および生成M
PD濃度は、それぞれ326ミリモ/1// 2 0
0ml15 3.5ミリモル/200ml1および32
1ミリモ/1// 2 0 0 rnl,53.1ミリ
モル/200mlであった。
実施例 7 実施例1に準じた方法により、3重量%のモリブデンお
よび3重量%のクロムを含有するNiMo − C r
−A I合金(Ni44重量%、A150重量%)を
調製し、展開操作を行った。
得られた含水触媒12♂(水分率50重量%)を用いて
、実施例1と同様な方法により水素化反応を4回繰り返
した。
第1回目の生成1・4−BD濃度および生成MPD濃度
ならびに第4回目の生成1・4BD濃度および生戒MP
D濃度は、それぞれ325ミリ−E−/1// 2 0
0rd15 3,3 ミリ−E/l//2007rL
l1および320ミリモル/200TLl153.0ミ
リモル/200mlであッタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 アリルアルコールのヒドロホルミル化反応混合液よ
    り水で抽出することにより得られるヒドロキシブチルア
    ルデヒド類の水溶液を水素添加触媒の存在下に水素処理
    してブタンジオール類を製造するに際し、水素添加触媒
    として、クロム、タングステン、モリブテンおよびチタ
    ンから選ばれる一種以上の金属を0.5〜20重量%、
    ニッケルを20〜70重量%およびアルミニウムを30
    〜80重量%含む合金をアルカリで展開することにより
    得られるラネー触媒を用いることを特徴とするブタンジ
    オール類の製造方法。
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