JPS5913736A - イソプレンの合成法 - Google Patents

イソプレンの合成法

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JPS5913736A
JPS5913736A JP57121579A JP12157982A JPS5913736A JP S5913736 A JPS5913736 A JP S5913736A JP 57121579 A JP57121579 A JP 57121579A JP 12157982 A JP12157982 A JP 12157982A JP S5913736 A JPS5913736 A JP S5913736A
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JP
Japan
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source
formaldehyde
isobutylene
reaction
isoprene
Prior art date
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Pending
Application number
JP57121579A
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English (en)
Inventor
Toshiro Yamada
俊郎 山田
Kimiaki Tanaka
公章 田中
Ryoji Sato
良治 佐藤
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Zeon Corp
Original Assignee
Nippon Zeon Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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

Landscapes

  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

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】 本発明はイソプレンの新規な合成法に関し、さらに詳し
くは、イソブチレン源とホルムアルデヒド源とをヘテロ
ポリ酸塩の存在下、少くとも一部に液相の存在する系で
反応せしめるイソプレンの一段合成法に関する。
インブチレン、第3級ブタノール(以下、TBAと略称
する)、メチルターシャリ−ブチルエーテル(以下、M
TBEと略称する)などの如きイソブチレン源と、ホル
ムアルデヒド、パラホルムアルデヒドなどの如きホルム
アルデヒド源とから、液相一段反応によってイソプレン
を合成する方法は従来から公知である。
例えばその具体例として、イソブチレンまたはTBAと
ホルムアルデヒドと?金属の塩化物、硫酸塩またはリン
酸塩の存在下に反応する方法←特公昭48−28884
号、同49−10926号)、前記の如きイソブチレン
源とホルムアルデヒド源とを三弗化ホウ素、スルホン酸
、鉱酸または陽イオン交換樹脂の存在下に反応させる方
法(%公昭49−10927号、同49−10928号
、同5〇−10283号)などが知られているっ而して
これらの一段法は、すでに工業化されているイソブチレ
ンとホルムアルデヒドからジメチルジオキサンを経由し
てイソプレンを合成する、いわゆる二段法に比較して反
応工程が少ないという基本的な利点を有しているが、そ
の反面、概して選択率に劣っており(はとんどの場合、
ホルムアルデヒド基準の選択率が20チ以下である)、
また使用する触媒の種類によっては使用可能な反応原料
が制限されたり、装置の腐蝕が生じ易いという問題があ
った。
そこで本発明者らは従来技術のかかる欠点を改良すべく
鋭意検討を進めた結果、触媒として特定なヘテロポリ酸
塩を使用するとこれらの欠点を一挙に解決し得ることを
見出し、本発明を完成するに到ったっ かくして本発明によれば、イソブチレン、TBAおよび
アルキルターシャリ−ブチルエーテルから選ばれた少な
くとも一種のイソブチレン源とホルムアルデヒド源を、
液相下でタングステン、モリブデン及びバナジウムから
選ばれた少なくとも一種の元素を縮合配位元素とするヘ
テロポリ酸塩の存在下に反応せしめることを特徴とする
イソプレンの液相一段合成法が提供される。
本発明において反応原料として用いられるインブチレン
源は、インブチレン、TBAまたはアルキルターシャリ
−ブチルエーテルであり、アルキルターシャリ−ブチル
エーテルの具体例としては、MTBEが例示される。こ
れらのイソブチレン源は単独で使用してもよいが、二種
以上の混合物の形で使用することもできるっ 一方、用(・られるホルムアルデヒド源は反応系内にお
いてホルムアルデヒドを発生し得るものであればいずれ
でもよく、その具体例として、メタノールの酸化によっ
て得られたホルムアルデヒドを含むガス、ホルムアルデ
ヒド水溶液、ホルムアルデヒドの重合物(例えば、パラ
ホルムアルデヒド、トリオキサン)、ホルムアルデヒド
の前駆体(例えばメチラール)などが挙げられるっまた
ホルムアルデヒド水溶液にパラホルムアルデヒドを溶解
してホルムアルデヒド濃度を高めたものや、安定剤とし
てメタノールを含むホルムアルデヒド水溶液であっても
同様に使用することができる。
本発明においては、かかるイノブチレン源とホルムアル
デヒド源との反応に際してモリブデン、タングステン及
びバナジウムから選ばれた少なくとも一種の元素を縮合
配位元素とするヘテロポリ酸塩が触媒として使用される
かかるヘテロポリ酸塩のアニオン部の中心元素は適宜選
択されるが5通常はリン、ケイ素、ヒ素、ゲルマニウム
、チタン、セリウム、マンガン、コバルト、クロム、鉄
、カリウム、ホウ素、白金、ニッケルなどであり、なか
でもリン、ケイ素、ホウ素、クロム、ニッケル、鉄、コ
バルト、ヒ素カ賞用される。このようなヘテロポリアニ
オンの具体例どしては、例えばリンモリブデン酸、リン
タングステン酸、リンモリブドバナジン酸、ケイタング
ステン酸、ケイモリブデン酸、ホウタングステン酸、ホ
ウモリブデン酸、コバルトタングステン酸、コバルトモ
リブデン酸等々のヘテロポリアニオン部が例示される。
一方、かかるヘテロポリ酸塩の陽イオン部は特に限定さ
れるものではないが、通常第1族がら第1II族、第■
族、第■族の金属及びチタンの陽イオン、アンモニウム
イオン、アルキルアンモニウムイオン、ピリジニウムイ
オン等が用いられる。
本発明のへテロポリ酸塩は、ヘテロポリ酸中の水素イオ
ンの一部または全部が陽イオンによって置換されたもの
であれば中性塩、酸性塩な問わず使用することができる
。かかるヘテロポIJ Itの使用量は適宜選択すれば
よいが、通常はイソブチレン源及びホルムアルデヒド源
の金言I華100 爪掛部当り0,01〜100重量部
、好ましくは0.1〜lO重量部である。
本発明における反応は、イソブチレン源、ホルムアルデ
ヒド源及びヘテロポリ酸塩の存在下Kfi相が存在する
条件下で実施される。反応溶剤は必ずしも必要ではない
が、使用する場合には反応に不活性なものであればいず
れでもよく、通常、原料イソブチレン源100N量部当
り1500重量部以下、好ましくは1000重量部以下
の割合で適宜選択される。また反応条件によっては液相
と気相が共存することもあるカー反応系内に液相が存在
するかぎり本発明に包含される。
かかる溶剤の具体的な例としては、水;n−ペンタン、
n−ヘキサン、イソヘキサン、n−へブタン、イソへブ
タン、n−オクタン、イソオクタン、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、シクロヘキリーン、メチルシクロヘキサ
ンなどの如き炭化水素溶剤などが例示される。
本発明における他の反応条件はとくに限定されるもので
はなく、適宜選択することができる。例えば、反応温度
は通常110〜280℃、好ましくは130〜240 
”Cであり、過度に低い場合は転化率が低下ty、逆に
過度に高くなると、副生物量が増大する傾向が認められ
る。また反応圧力は、反応系が液相を形成するに必要な
範囲であればよく、そのため使用する原料、溶剤、採用
する温度等の条件により必ずしも一定ではないが、通常
10〜150 +<g/crdの範囲である。また反応
時間は通常0.05〜5時間の範囲であり、さらにイノ
ブチレン源とホルムアルデヒド源の仕込みモル比は通常
ホルムアルデヒド源1モル当りインブチレン源1モル以
上、好ましくは1.1〜20モルである。
さらに本発明の実施形態としては、攪拌翼つき反応槽、
外部循環型反応器、充填型反応塔、回転円板基型反応塔
、多段塔型反応器、多管式反応器などのいずれの形式で
も、また回分、半回分、連続のいずれの操作方式でも採
用することができるっかかる本発明によれば、 (1)  従来公知の触媒系に比較してインダレン選択
率にすぐれているっ (2)  インブチレン源として、イソブチレンのほが
TBA、アルギルターシャリ−グチルニーデルを使用す
ることができる、 (3)ホルムアルデヒド源として、ホルムアルデヒド水
溶液のほか固形状のバラホルムアルデヒド、ホルムアル
デヒド前駆体としてのメチラールを使用することができ
る。
(4)触媒による装置の腐蝕が酸そのものを用いる場合
に比べてもより少なく、常用の材料で安価な設備とする
ことができるう 等々の利点を得ることができる。
本発明をさらに具体的に示すため、以下に実施例により
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。また以下の実施例においては、特記せぬ限り
部は重量部、比は重量比であり、モル比とは(イノブチ
レン源のモル数/ホルノ・アルデヒド源中の利用し得る
ポルムアルデヒドモル数)の値である。またパラホルム
アルデヒドとしては、ホルムアルデヒド含[80,8%
のものを使用したつ 実施例1゜ 攪拌機のついた内容積11のステンレス鋼製オートクレ
ーブに原料のTBA100部当り、ホルムアルデヒド水
溶液8.8部(ホルムアルデヒドとして3.2部、水5
.6部:モル比=12.6)、リンモリブデン酸す) 
IJウム(3置換塩)0.004部および水181部を
仕込み、攪拌下に210”Cまで昇温し、直ちに急冷し
、内容物を有機相と水相に分けて各りを分析したところ
、両相における量を合計したイソプレン生成量は、仕込
みポルムアルデヒド100モル当りで76.5モルであ
った。
比較例し 触媒として従来から公知のイオン交換樹脂(アンバーリ
スト15)を用いることと反応温度を110℃とした以
外は、実施例1と同様の条件で反応を実施したところ、
生成したイノプレンは仕込みホルムアルデヒド100モ
ル当り8.0モルであり、選択率(反応で消費したホル
ムアルデヒド分に対する割合)も13.2%にしかすぎ
なかった。
またイオン交換樹脂の別種(アノパーライト200C,
酸型)のものを使用して反応を実施しても、生成イソプ
レン量は仕込みポルス・アルデヒド100モル当り12
.3モルにすき゛なかったつ実施例2〜】2 実施例1の反応装置を用い、表1に示すごとき種々のへ
テロポリ1陵塩を触媒として用いた反応例を表IK示し
たつなお、その他の条件は実施例1と同様である。ホル
ムアルデヒド100モル当すの生成イソプレン量を表1
に示したつ 表1 実施例13 実施例1の反応装置を用い、TBA100部、ホルムア
ルデヒド水溶液34.1部(ホルムアルデヒド12.6
部、水21.5部、モル比=3.2)、リンモリブデン
酸二水素ナトリウム1.0部、水169部、および炭化
水素溶剤としてシクロヘキザン67部を仕込み、160
℃まで昇温した後、同温度で60分間反応させた。反応
後の分析結果によれば、仕込みホルムアルデヒド100
モル当り54.0モルのイソプレンが生成していた。
実施例14〜17 実施例1の反応装置を用い、表2に示すごとき種々の金
属のリンモリブデン酸塩を触媒として用いた反応例を表
2に示した。なお、その他の条件は実施例13と同様で
あるっホルムアルデヒド100モル当りの生成イノプレ
ン量を表2に示した。
表2 特許出願人  日本ゼオン株式会社 第1頁の続き 0発 明 者 田中公章 川崎市川崎区夜光−丁目2番1 号日本ゼオン株式会社技術開発 センター内 0発 明 者 佐藤良治 川崎市川崎区夜光−丁目2番1 号日本ゼオン株式会社技術開発 センター内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 イソブチレン、第3級ブタノールおよびアルキルタ
    ーシャリ−ブチルエーテルから選ばれた少なくとも一つ
    のイソブチレン源とホルムアルデヒド源とを、液相下で
    タングステン、モリブデンおよびバナジウムから選ばれ
    た少なくとも一種の元素を縮合配位元素とするヘテロポ
    リ酸塩の存在下に反応せしめることを特徴とするイソプ
    レンの合成法っ
JP57121579A 1982-07-13 1982-07-13 イソプレンの合成法 Pending JPS5913736A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106117001A (zh) * 2016-06-14 2016-11-16 山东玉皇化工有限公司 一种叔丁醇和甲醛制备异戊二烯的方法
CN109761732A (zh) * 2019-01-25 2019-05-17 浙江师范大学 一种以甲基叔丁基醚和甲醛为原料合成异戊二烯的方法

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