JPS5917098B2 - 共役ジエンモノエステルの製造方法 - Google Patents

共役ジエンモノエステルの製造方法

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JPS5917098B2
JPS5917098B2 JP54002916A JP291679A JPS5917098B2 JP S5917098 B2 JPS5917098 B2 JP S5917098B2 JP 54002916 A JP54002916 A JP 54002916A JP 291679 A JP291679 A JP 291679A JP S5917098 B2 JPS5917098 B2 JP S5917098B2
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Japan
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conjugated diene
catalyst
mol
monoester
palladium
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JP54002916A
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淑則 吉田
弘信 篠原
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JSR Corp
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Japan Synthetic Rubber Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/04Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides onto unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • C07C67/05Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides onto unsaturated carbon-to-carbon bonds with oxidation
    • C07C67/055Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides onto unsaturated carbon-to-carbon bonds with oxidation in the presence of platinum group metals or their compounds

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、新規な触媒を用いて共役ジエン、カルボン酸
および酸素を反応させて、共役ジエンモノエステルを製
造する方法に関する。
従来、パラジウムを主成分とする触媒の存在下において
、気相で、共役ジエン、カルボン酸および酸素を反応さ
せることにより、不飽和ジエステルを製造する方法は種
々提案されている。
しかし、共役ジエンのモノエステルを主生成物として選
択: 的に製造する方法については、満足すべき方法は
報告されていない。すなわち、従来知られている1−ア
セトキシー1・ 3−ブタジエンの製造方法の例として
は、クロトンアルデヒドと無水酢酸とを原料とする方法
(Can、J、ofChem、、1旦、01070(1
960))やブタジエンと酢酸および酸素をパラジウム
および酢酸カリウムを活性成分として有する固体触媒の
存在下に反応させる方法(特公昭49−48927)が
提案されている。しかし、前者は、工業的規模での原料
の入手が困5 難であるという欠点を有する。後者は主
生成物は、1・4−ジアセトキシブテンー2で1−アセ
トキシー1・ 3−ブタジエンはその副生成物として得
られるため、選択率が低く、かつ収率も著しく低いとい
う欠点を有する。0 本発明者らは、すでに共役ジエン
のモノエステルを長期間にわたつて高収率、高選択率で
製造するための触媒として、パラジウム(a)、アルミ
ニウム、ニオビウム、タンタルおよびジルコニウムより
なる群から選ばれた少なくとも1種の金属(b)、5
アルカリ金属のハロゲン化物から選ばれた少なくとも1
種(c)及びアルカリ金属のカルボン酸塩から選ばれた
少くとも1種(d)を活性成分として有する触媒を見い
出している(特開昭53−90210)。
更に鋭意研究を進めたところ、パラジウムととも’0
に助触媒成分として、マグネシウム、カルシウム、バリ
ウム、セリウム、ランタン、タングステン、銅、亜鉛、
カドミウム、ホウ素、タリウム、モリブデン、スズ、鉛
、リン、ビ素およびセレンから選ばれた少くとも1種お
よびアルカリ金属のカル’5 ホン酸から選ばれた少く
とも1種を用いると、高収率、高選択率で共役ジエンの
モノエステルが得られることを見い出したのである。ま
た上記触媒に更に塩化セシウムを加えると、燃焼反応が
抑制されるのみでなく、長期にわたつて安定な触媒活性
が得られることを見出し、この知見に基づいて本発明を
達成した。即ち、本発明は、共役ジエン、カルボン酸お
よび酸素を反応成分として含有する混合ガスを、気相流
通反応させて、共役ジエンモノエステルを製造する方法
において、パラジウム(a)、(マグネシウム、カルシ
ウム、バリウム、セリウム、ランタン、タングステン、
銅、亜鉛、カドミウム、ホウ素、タリウム、モリブデン
、スズ、鉛、リン、ヒ素およびセレン)よりなる群から
選ばれた少くとも1種の金属(b)およびアルカリ金属
のカルボン酸塩から選ばれた少なくとも1種(c)を活
性成分として有する触媒又はこれをさらに改良した触媒
として上記のものにさらに塩化セシウム(d)を活性成
分として有する触媒を用いることを特徴とする共役ジエ
ンモノエステルの製造法を提供するものである。
本発明において、共役ジエンとしてブタジエン、Zカル
ボン酸として酢酸を使用すると、共役ジエンモノエステ
ルとして重合性の1−アセトキシ−1・3−ブタジエン
が主生成物として得られる。
この1−アセトキシ−1・3−ブタジエンは、1・4−
ジアセトキシブテン−2の中間体でもあ トる。そして
、1・4−ジアセトキシブテン−2を水添、加水分解す
れば、1・4−ブタンジオールとなる。この1・4−ブ
タンジオールは、テトラヒドロフラン、ピロリドン、γ
−ブチロラクトン等の原料あるいは、ポリエステルの原
料として有用な化合物である。本発明は、このように有
用な化合物である共役ジエンモノエステル、特に、共役
ジエンの共役二重結合の末端位にアシルオキシ基が一個
付加した共役ジエンモノエステルの工業的に有利な製造
方法である。
本発明の方法に使用できる共役ジエンは、ブタジエンま
たはイソプレン、2・3−ジメチルブタジエン、ピペリ
レン等のようなプタジエンの水素原子の少くとも一つが
炭化水素残基で置換されたブタジエン誘導体であつて、
下記の一般式()で表わされる群から選ぶことができる
ここにR1〜R6はそれぞれ独立して水素原子または炭
化水素残基、好ましくは、アルキル基であり、R1、R
2、R5、R6のうち少なくとも一つは水素原子である
炭化水素残基の場合、その炭素数は特に限定はしないが
好ましくは、6以下である。更に共役ジエンはシクロペ
ンタジエンまたはアルキルシクロペンタジエン、シクロ
ヘキサジエンのような環状共役ジエンの群から選んでも
よい。
これらの共役ジエンのうち特に好ましいものは、ブタジ
エンおよびイソプレンである。なお共役ジエンは必ずし
も、純粋なものである必要はなく、反応を阻害しない程
度に他の炭化水素が混在するものであつてもよい。次に
カルボン酸は脂肪族、脂環族、芳香族などのカルボン酸
から適宜選ぶことができる。工業的には、低級脂肪族カ
ルボン酸、たとえば酢酸、プロピオン酸、酪酸などが好
ましい。共役ジエンとしてブタジエン、カルボン酸とし
て酢酸を用いた場合、反応は主に下記の(6)式のよう
に進行するものと推定される。この反応では、ブタジエ
ンの共役二重結合の一方の末端位にアセトキシ基が付加
したブタジエニル一1−アセテートが主として得られ、
副生成物としてブタジエニル一2−アセテートおよび/
または1・4−ジアセトキシブテン−2が得られる。
しかし、いずれの場合もこれらの副生成物の生成量は著
しく少ない。酸化剤としての酸素は、純粋な酸素である
必要はなく、窒素または炭酸ガスのような不活性ガスで
希釈されたものでもよい。特に空気は安価である為、有
利な酸素源として使用できる。触媒の調製方法は、特に
限定されるものではなく担体付金属触媒調製のための周
知の方法を適宜利用できる。例えば、パラジウム化合物
(a)および本発明の助触媒の少くとも1種(6)の化
合物を適当な溶媒に溶解した溶液中に担体を入れ、溶媒
を留去して、担体に上記成分を付着させる。そののち、
窒素、炭酸ガスまたはヘリウム等の不活性ガスの雰囲気
下で100〜400℃に0.5時間以上処理して、充分
に乾燥する。そののち、水素もしくは還元力のある有機
化合物の気流中で還元するか、あるいはヒドラジンとか
ホルマリン等周知の還元剤により還元する。そののち、
アルカリ金属のカルボン酸塩、場合によつては塩化セシ
ウムを追加して溶解した水溶液中に上記の担体を入れ、
水を留去して、担体にこれらの成分を付着させて触媒を
調製することができる。塩化セシウムは還元前にパラジ
ウム化合物と同様に担体に担持させた後、還元して使用
することもできる。上記の触媒調製法は、一例にすぎず
、種々の変形が可能である。触媒の調製のために用いら
れる担体としては、一般に触媒の担体として用いられる
ものであればどのようなものでもよい。例えばアルミナ
、シリカアルミナ、シリカ、活性炭、マグネシア、ケイ
ソウ土、カーボランダムなどが代表的な担体として挙げ
られる。なかでも高活性を与える点でアルミナ、シリカ
アルミナが好ましい。触媒調製のために用いられる成分
のパラジウム化合物は特に限定されるものではないが、
好ましくは、塩化パラジウムのようなハロゲン化パラジ
ウム、酢酸パラジウムのような有機酸塩、硝酸パラジウ
ム、酸化パラジウム、硫酸パラジウムなどである。担体
上のパラジウム濃度は広い範囲で変化させることができ
るが好ましくは0.1〜10重量%の範囲内から適宜選
定される。しかし0.1重量%以下または10重量%以
上の濃度においても反応は進行し得る。成分(6)のマ
グネシウム、カルシウム、バリウム、セリウム、ランタ
ン、タングステン、銅、亜鉛、カドミウム、ホウ素、タ
リウム、モリブテン、スズ、鉛、リン、ヒ素およびセレ
ンの供給源は特に限定されるものではなく、上記金属の
ハロゲン化物、有機酸塩、酸化物、硫化物、硝酸塩およ
びβ一ジケトン錯塩などの化合物のほか金属そのもので
あつてもよい。
触媒中の成分(a)のパラジウムに対する成分(6)の
金属の比率は通常パラジウム1グラム原子に対して0.
01〜20グラム原子であり、好ましくは、0.1〜1
0グラム原子である。
又成氷b)は2種以上組み合せて用いることもできる。
成分(c)のアルカリ金属のカルボン酸塩としては、リ
チウム、ナトリウム、カリウムおよびセシウムのような
アルカリ金属のカルボン酸塩、例えばギ酸塩、酢酸塩、
プロピオン酸塩、酪酸塩および吉草酸塩等が使用できる
が、反応に用いるカルボン酸と同じ種類のカルボン酸塩
を使用するのが好ましい。
成分(c)は、還元処理後に触媒に添加するのが好まし
い。その添加量は、担体1007に対し、通常0.01
モル〜10モルであり、好ましくは、0.05〜5モル
である。成分(d)の使用量は通常担体100yにつき
、10モル以下が適当であるが、好ましくは、0.05
モル〜5モルである。
本発明を実施する方式としては、固定床方式、流動床方
式など適当な方式を採用することができる。
本発明の方法を実施する際の反応温度および反応圧力は
、特に限定されるものではないが、一般に反応温度は1
00〜300℃、好ましくは100〜200℃である。
また反応圧力は原料ガスおよび生成ガスがガス状態を保
つ範囲ならば、常圧および加圧のいずれをも適宜選択で
きる。本発明において、共役ジエン、カルボン酸および
酸素の混合ガスの比率は任意に選ぶことができるが、こ
のうち、共役ジエンを12〜60モル%、酸素を5〜3
0モル%とした場合が特に好ましい。共役ジエンのモル
分率が12%以下では、共役ジエンモノエステルの収率
が低いばかりか、不飽和ジエステルの増加により、選択
率が低下する。60モル%以上では活性の経時低下が著
るしいのである。
酸素濃度が5モル%以下では収率が低く、30モル%以
上では炭酸ガスの生成増加が著るしく、目的とする共役
ジエンモノエステルの選択率が低下するのである。
上記の中でも、共役ジエンのモル分率が18〜50%、
酸素のモル分率が10〜25%の範囲が好ましい。
残りはカルボン酸であり、必要ならば希釈剤として、不
活性なガス、例えば窒素、水蒸気等を適宜混入させるこ
ともできる。以下の例における生成物の定量は、ガスク
ロマトグラフイ一による。
また選択率を表わす%はモル%であり、その他の%は特
にことわらない限り重量による。実施例 1〜17 0.334yの無水塩化パラジウムと化合物A(Aの化
合物名を表−1に示す。
なお金属量は2ミリ7当量一定とした)を10%の希塩
酸20m1に溶解した溶液を用意した。これにあらかじ
め1200℃で3時間の焼成を行なつた球状シリカアル
ミナ(4〜6mmφ、シリカ含量10%)207を加え
て、蒸発乾固し担持させた。これを200℃において2
時間、500CC/分の窒素気流を通じて乾燥した。そ
ののち、水素ガスを100CC/分の流速で通じながら
、200℃で2時間、続いて400℃で2時間還元処理
を行なつネ木た。次に、そのものを20007の酢酸カ
リウムを30m1の水に溶解した水溶液に入れ、20時
間浸漬したのち、過剰の水溶液を除いて、90℃で減圧
下に2時間の乾燥を行なつて、触媒を得た。
このようにして調製した触媒10m1を内径20m71
Lのパイレツクス製流通反応管に充てんし、ブタジエン
:酢酸:酸素:窒素−30:20:10:40(容量比
)の混合ガスを毎時101の速度で導入し、反応温度1
50℃で反応させた。結果を表1に示す。実施例 18
〜22 3.367yの塩化セシウムと20007の酢酸カリウ
ムを30m1の水に溶解した水溶液を使用した以外は実
施例1とまつたく同条件下で触媒を調製し、反応を行な
つた。
結果を表−1に示す。比較例 1化合物Aを除いた以外
は実施例1とまつたく同条件下で触媒を調製し、反応を
行なつた。
結果を表−1に示す。実施例 23〜26 混合ガスの組成を表−2に示すように変化させた以外は
実施例1と同様にして反応を行なつた。
結果を表−2に示す。実施例 27〜38 触媒の金属成分6の種類を変えた以外は、実施例18と
まつたく同条件下で触媒を調製し、反応を行なつた。
結果を表−3に示す。昶13、14、15及び16の反
応を100時間行なつた。
結果を表−4に示す。実施例 39〜50 実施例2、3、4、6、7、8、10、11.13、1
4、15及び16の反応を100時間行った。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 共役ジエン、カルボン酸および酸素を反応成分とし
    て含有する混合ガスを、気相流通反応させて、共役ジエ
    ンモノエステルを製造する方法において、パラジウム(
    a)、(マグネシウム、カルシウム、バリウム、セリウ
    ム、ランタン、タングステン、銅、亜鉛、カドミウム、
    ホウ素、タリウム、モリブデン、スズ、鉛、リン、ヒ素
    およびセレン)よりなる群から選ばれた少なくとも1種
    の金属(b)およびアルカリ金属のカルボン酸塩から選
    ばれた少なくとも1種(c)を活性成分として有する触
    媒又は上記触媒に塩化セシウム(d)の活性成分を加え
    た触媒を用いることを特徴とする共役ジエンモノエステ
    ルの製造法。 2 混合ガス中の共役ジエン分率12モル%〜60モル
    %、酸素分率5モル%〜30モル%である特許請求の範
    囲1の方法。
JP54002916A 1979-01-17 1979-01-17 共役ジエンモノエステルの製造方法 Expired JPS5917098B2 (ja)

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