JPS5916545A - 触媒の改良された賦活再生法 - Google Patents

触媒の改良された賦活再生法

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JPS5916545A
JPS5916545A JP57125294A JP12529482A JPS5916545A JP S5916545 A JPS5916545 A JP S5916545A JP 57125294 A JP57125294 A JP 57125294A JP 12529482 A JP12529482 A JP 12529482A JP S5916545 A JPS5916545 A JP S5916545A
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JP
Japan
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cobalt
catalyst
pyridine
acid
solvent
Prior art date
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Pending
Application number
JP57125294A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuhiro Ishikawa
石川 克広
Chozo Okuda
奥田 長蔵
Masatoshi Arakawa
荒川 昌敏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JSR Corp
Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Japan Synthetic Rubber Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd, Japan Synthetic Rubber Co Ltd filed Critical Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
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Publication of JPS5916545A publication Critical patent/JPS5916545A/ja
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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
    • Y02P20/584Recycling of catalysts

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (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】 本発明はコバルトと一酸化炭素の配位化合物を主とした
コバルト化合物とピリジン類とから構成される錯体触媒
(以下コバルト−ピリジン類触媒と称す)を用い、炭素
・炭素二重結合を有する不飽和化合物に一酸化炭素とア
ルコールおよび/または水を反応させてヒドロエステル
化および/またはヒドロカルボキシル化する方法におい
て循環使用中に活性低下したコバルト−ピリジン類触媒
を賦活再生する方法に関するものである。
不飽和化合物のヒドロエステル化又はヒドロカルボキシ
ル化反応用触媒として、コノ(ル)−ピリジン類触媒は
良く知られているが、工業的実施に際しては触媒の循環
使用が必要でちる。
従来、コバルト−ピリジン類触媒の回収方法としては、
生成物を加熱してコバルトカルボニル錯体を分解し、金
属コバルトとする方法、または鉱酸等で処理して無機コ
バルト塩にする方法などがある。これらの方法はその工
程や操作が複雑なばかシでなく、活性コバルトを一旦不
活性コバルトに戻すため循環再使用する際、再び苛酷な
条件を用いて活性コバルトにしなければならないという
欠点があった。
また、特開昭50−109886において、反応後に常
態で液体である炭化水素を混合することによシ、反応生
成物を含む炭化水素相とコバルト−ピリジン類触媒を分
離し、触媒を回収し再使用する方法が提案されている。
この方法は触媒を活性の状態で分離回収し、そのまま反
応系に戻す事ができる優れた方法である。しかしながら
、当触媒を循環使用していくと、反応中にピリジン類塩
基の一部に変化が起ってピペリジン類等を生成し、この
変化物がコバルトとより安定な錯体を形成し、触媒が急
激に失活していくという重大な欠点を有することが明ら
かになった。
本発明者らは、上記原因で活性低下したコバルト−ピリ
ジン類触媒を効率よく簡単に賦活再生する方法を確立す
べく研究を重ねていたところ、活性低下した触媒を炭化
水素溶剤の存在下、不活性ガスまたは/および一酸化炭
素雰囲気のもとて酸水溶液で処理することによシ、コバ
ルトはコバルトカルボニルの形で炭化水素相に、ピリジ
ン類および有害物であるピリジン類変化物は酸と塩を形
成して水相に選択的に溶解してくる事を見い出し、工業
的に極めて有利ガ賦活法を見い出しだ(特願昭57−0
09001 )。
ところが、炭化水素相及び水相に分離する際両相にとけ
ない浮遊物が生じやすくこの浮遊物中にはコバルトが含
まれていることがその後の研究で明らかになった。この
浮遊物の生成は、当賦活再生法において、炭化水素相に
再生してくるコバルトの収量を低下させるばかりでなく
装置上および運転上のトラブルを引き起こすので、かか
る浮遊物を副生させない方法の確立が望まれていた。
本発明者らは、このような欠点を克服すべく鋭意検討し
た結果、炭化水素溶剤釦エステル。
カルボン酸等の極性有機溶剤を混合させる事によシ浮遊
物の生成をなくすことができるだけでなく、コバルトの
回収率を向上することができる事を見い出し本発明に到
った。
すなわち本発明は、不飽和化合物のヒドロエステル化反
応および/またはヒドロカルボキシル化反応において、
ピリジン類変化物を含む活性の低下したコバルト−ピリ
ジン類触媒を不活性ガスおよび/または一酸化炭素雰囲
気下、炭化水素溶剤と極性有機溶剤との混合溶剤中に存
在させ該触媒中の全窒素化合物1グラム尚量当シ0.5
グラム当量以上の酸の水溶液と接触させることによジコ
バルトカルボニルを前記混合溶剤相に、ピリジン類変化
物を含むピリジン類を水相に分離せしめ、該混合溶剤相
はそのまま反応系に循環させるかまたは該混合溶剤相に
コバルト1グラム原子肖り少なくとも15グラム浩量の
ピリジン類を添加してコバルト−ピリジン類触媒を形成
させ、該混合溶剤相から分離した後に反応系に循環させ
ることを特徴とするコバルト−ピリジン類触媒の賦活再
生法を提供するものである。
本発明に使用する炭化水素溶剤は、水と相溶せずコバル
トカルボニルを溶解する物であれば良く、例えば炭素数
4〜20のアルカンおよび/またはシクロアルカン、具
体的にはペンタン。
ヘキサン、ヘプタン、デカン、テトラデカン。
シクロヘキサン等、および芳香族炭化水素、ベンゼン、
トルエン、キシレン、クメン、サイメン等、および本発
明に使用される出発原料の不飽和化合物およびこれらの
混合物を包含する。
一方、極性有機溶剤としては、炭化水素溶剤に溶解し水
に溶解し難いアルコール類、ケトン類。
エステル類、カルボン酸類等が使用されるが、好ましく
はヒドロエステル化反応および/またはヒドロカルボキ
シル化反応によシ合成される生成物が用いられる。
上記の炭化水素溶剤と極性有機溶剤からなる混合溶剤の
量は、コバルトカルボニルを充分溶解する量、すなわち
コバルト1グラム原子当90、5 /以上が必要でおp
、0.51未満では触媒を充分に溶解することができず
コバルト回収率の低下をきたす。混合溶剤の量が多い程
コバルト回収率は上昇するが、あまり多いと装置が大き
くなシ工業化する時不利であるので、好ましくはコバル
ト1グラム原子当h81以下で用いる。
炭化水素溶剤と極性有機溶剤の混合比率は、炭化水素溶
剤および極性有機溶剤の種類等によ)異なるが、好まし
くは(炭化水素溶剤/極性有機溶剤(重量比)) = 
3/7〜9/1である。
本発明を実施するのに重要な要件である酸水溶液として
は鉱酸、例えば塩酸、硫酸、リン酸等および炭素数1〜
3の有機酸、例えばギ酸、酢酸等、およびこれらの混合
物が使用される。
好ましい酸は硫酸、および塩酸である。酸の使用量は触
媒中の全窒素化合物1グラム当量当り0.5グラム当量
以上、好ましくは1グラム当量以上の酸が必要である。
酸の使用量が触媒中の全窒素化合物1グラム当量当シの
0.5グラム当量未満では、触媒中のコバルトと有害物
であるピリジン類変化物との分離が不充分であシ、混合
溶剤相に有害物が混入し、触媒賦活が充分に達成されな
い。一方、酸の量が多い程コバルトと有害物の分離は良
好となるが、あまり多いとコバルトカルボニルの形で混
合溶剤相に回収されたコバルトが更に分解され、混合溶
剤へのコバルトカルボニルとしての回収率が低下しだυ
混合溶剤の一成分、カルボン酸エステル及びカルボン酸
が変化したシするので、好ましくは触媒中の全窒素化合
物1グラム当量あたり5グラム当量の範囲で用いる。一
方、酸水溶液の酸濃度は特に制限されないが、濃度が低
すぎると酸水溶液使用量が増大し装置が犬きくなるたけ
でなく、水相に溶解してきたピリジン類の濃度がうすく
なって回収に困難をきたすことにもなるので、好ましく
は1 mol/1以上で用いる。
処理条件の1つである処理時の雰囲気は、コバルトカル
ボニルの安定性から不活性ガスおよび/または一酸化炭
素下である。コノ(ルトカルボニルの安定性から好まし
くは一酸化炭素であシ、更に好ましくは加圧下1〜5(
1’/cI/lGで行なうと、コバルトイオンの形で水
相に流出することによるコバルト回収率の低下を抑える
事ができる。
また処理温度は、コバルトカルボニルの安定性を保ちう
る温度以下であれば良く、処理条件によシ異なるが、一
般的には50℃以下で行なうのが好ましい。
ここでいうコバルト−ピリジン類触媒のピリジン類とは
、ピリジンおよびその同族体の総称であり、β−ピコリ
ン、γ−ピコリン等のメチル誘導体、4−エチルピリジ
ン等のエチル誘導体、2,6−ルチジン、3,4−ルチ
ジン等のジメチル誘導体、γ−コリジン、β−コリジン
等のトリメチル誘導体等が含まれる。また、キノリン 
イソキノリンもピリジン類として使用可能である。
本発明によって得られるコノ(ルトカルボニルを含む混
合溶剤は何ら特別の処理を施すことなくそのまま反応系
に戻すことによシ初期の反応活性を示す。あるいは、コ
ノくルトカルボニルを含む混合溶剤にピリジン類を添加
し、コノ(ルトーピリジン類触媒を形成させ混合溶剤よ
シ分離した後、反応系に戻すことによっても初期の反応
活性を示す。
また、酸処理賦活条件によっては、得られた混合溶剤相
中に微量のピリジン類変化物や賦活処理に用いた酸を含
むことがあるが不活性ガスおよび/または一酸化炭素雰
囲気下で水洗することにより、微量台まれるピリジン類
変化物および/まだは酸を除去した後、反応系に戻す事
も可能である。
まだ、水相中に流出したコノ(ルトに関しては水相を水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム等によってアルカリ性
にするととて水酸化コノ(ルトの形で析出させ、r別回
収し、コノ(ルトカルボニルに再調整後反応系に戻す事
も可能である。
一方、水相中のピリジン類は液を中和後、蒸留等により
有害物であるピリジン類変化物と分離抜回収し、反応系
に戻す事が可能である。
同、触媒賦活操作は触媒の全量につき実施してもよいが
、触媒の一部を抜き出し、賦活処理を行ない反応系に戻
す事によシ触媒活性を一部レベルに維持することも可能
であシ、工業的に極めて有利な触媒賦活法である。以下
に実施例を示し、本発明の方法をさらに詳し7く説明す
る。
参考例 】 内容M51のオートクレーブを用い、トリシクロデカン
カルボン酸エステルの合成を目的として、これにジシク
ロペンタジェン6モル、メチルアルコール15モル、ピ
リジン7.5モルおよびジコバルトオクタカルボニル1
.5モルヲ仕込み、−酸化炭素で70Kp/cdGまで
加圧した後、140℃に加熱し反応を行なわせた。反応
によ多消費される一酸化炭素を外部から補給することに
よシー酸化炭素圧力を100KP/dGに保ちつつ2時
間反応を行なった。
冷却後、−酸化炭素を除き反応混合物をシクロヘキサン
41中に送入し、攪拌後装置すると触媒層が下層に分離
してくるので反応生成物と触媒に分離した。分離した触
媒にコバルト1グラム原子abジシクロペンタジ工ン2
モル、メタノール5モル、ピリジン2.5モルになる様
に各成分を追加し、同様に反応させた。
同操作を繰シ返し触媒を8回循環使用した所表1の如く
トリシクロデカンジカルボン酸メチルの収率が81%か
ら19%に低下した。
実施例 1 参考例1で得られた活性低重した触媒中のコバルト、ピ
リジン、およびピリジン変化物を分析したところ、該触
媒I Ky中にコバルト1.8グラム原子、ピリジン1
.7モル、ピリジン変化物1.8モルを含有していた。
該触媒I KPをN2下でシクロヘキサン2.57!。
トリシクロデカンジカルボン酸メチル2.51の混合溶
剤中に送入し攪拌下室温で全窒素化合物の約2グラム当
量に相当する5 m o lAの硫酸水溶液600 m
lを1時間で滴下し、約1時間攪拌した後装置した所、
有機相と水相に分離した。
そのとき系中には全く浮遊物は生じなかった。
有機相中のコバルトおよび窒素化合物を分析した所、コ
バルト1.6グラム原子(コバルト回収率89%)を含
有し、窒素化合物は検出されなかった。
該有機相に窒素雰囲気下でピリジン3.0モルを添加し
、さらにシクロヘキサンを3.Ol加えコバルト−ピリ
ジン錯体の形で有機相よシ分離させた後、該触媒中のコ
バルト1グラム原子当りジシクロペンタジェン2モル、
メタノール5モル、ピリジン2.5モルになる様に各成
分を追加し、参考例1と同様に反応させた。反応成績は
表1の如くであり、触媒は初期活性とほぼ同等の値を示
しだ。
実施例 2 実施例1の酸処理賦活操作をトリシクロデカンジカルボ
ン酸メチルの代シにトリシクロデセンモノカルボン酸メ
チルを用いて行った。実施例1と同様に有機相と水相に
分離したとき、その系中には全く浮遊物は生じなかった
有機相中のコバルトは1.6グラム原子(コバルト回収
率89チ)を含有し、窒素化合物は検出されなかった。
該有機相よシ実施例1同様にピリジン錯体としてコバル
トを分離し反応に使用した所、表1の如く初期活性とほ
ぼ同等の活性を示した。
実施例 3 実施例1の酸処理賦活操作を、シクロヘキサンの代シに
n−デカンを用いて行った。実施例1と同様に有機相と
水相に分離したとき、その系中には全く浮遊物は生じな
かった。
有機相中のコバルトは1.6グラム原子(コバルト回収
率89チ)を含有し、窒素化合物は検出されなかった。
該有機相よシ実施例1同様にピリジン錯体としてコバル
トを分離し反応に使用したところ、表1の如く初期活性
とほぼ同等の活性を示した。
比較例 1 実施例1の酸処理賦活操作を溶剤として、シクロヘキサ
ン5.Olのみを用いて行った。
有機相中のコバルトは1.5グラム原子(コバルト回収
率83%)であるが、浮遊物が発生しその中のコバルト
量を測定するとO11グラム原子あった。
比較例 2 実施例1の酸処理賦活操作を溶剤として、n−デカン5
.Olのみを用いて行った。
有機相中のコバルトは1.4グラム原子(コバルト回収
率78%)であるが、浮遊物が発生しその中のコバルト
量を測定すると0.2グラム原子あった。
表1 *1 ガスクロマトグラフィー分析 *2 トリシクロデセンカルボン酸メチル*3 トリシ
クロデカンジカルボン酸ジメチル特許出願人 日本合成
ゴム株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)不飽和化合物のヒドロエステル化反応および/ま
    たはヒドロカルボキシル化反応において、ピリジン類変
    化物を含む活性の低下したコバルトルビリジン類触媒を
    不活性ガスおよび/または一酸化炭素雰囲気下、炭化水
    素溶剤と極性有機溶剤との混合溶剤中に存在させ該触媒
    中の全窒素化合物1グラム当景当シ、0.5グラム当量
    以上の酸の水溶液と接触させることによジコバルトカル
    ボニルを前記混合溶剤相に、ピリジン類変化物を含むピ
    リジン類を水相に分離せしめ、該混合溶剤相はそのまま
    反応系に循環させるか、または該混合溶剤相にコバルト
    1グラム原子当シ、少なくとも1.5グラム当量のピリ
    ジン類を添加してコバルト−ピリジン類触媒を形成させ
    、該混合溶剤相から分離した後に反応系に循環させるこ
    とを特徴とするコバルト−ピリジン類触媒の賦活再生法
JP57125294A 1982-07-19 1982-07-19 触媒の改良された賦活再生法 Pending JPS5916545A (ja)

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