JPS5949211B2 - ジカルボン酸類の製造方法 - Google Patents

ジカルボン酸類の製造方法

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JPS5949211B2
JPS5949211B2 JP51067600A JP6760076A JPS5949211B2 JP S5949211 B2 JPS5949211 B2 JP S5949211B2 JP 51067600 A JP51067600 A JP 51067600A JP 6760076 A JP6760076 A JP 6760076A JP S5949211 B2 JPS5949211 B2 JP S5949211B2
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JP51067600A
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元夫 川又
史朗 藤掛
一徳 田辺
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • 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】 本発明は水酸基をもつ脂肪族化合物類を、周期律表第8
族の金属触媒、およびアルカリ土類金属イオンの共存下
に、酸素含有ガスと接触させ、高い反応効率でジカルボ
ン酸類を製造する方法に関するものである。
一般に、脂肪族アルコール類を酸化するとカルボン酸類
が生成することに公知であるが、ジカルボン酸類、とく
にマロン酸類は、生成物の安定性その他の理由から通常
の酸化の方法では収率よく得ることが出来ない。
本発明者らは、先に、前記の欠点を克服し、効率よくア
クリル酸類からマロン酸類を製造する方法としてアクリ
ル酸類を周期律表第8族の金属触媒の存在下に酸素含有
ガスと接触させることによりマロン酸類が容易に生成す
ること、および該反応の際に種々の吸着剤を共存させる
ことにより、周期律表第8族の金属触媒の効果を増大さ
せることを見出し、それらの方法を提供した。
しかし、さらにジカルボン酸類の新規な製造法に関し詳
細な研究を行なつた結果、被酸化物質としてアクリル酸
ではなくβ−ヒドロキシプロピオン酸を使用すると、マ
ロン酸がさらに高い収率で得られ、また酸化する際に、
周期律表第8族の金属触媒とともにアルカリ土類金属イ
オンを共存させる反応の速度、収率とも著しく向上する
こと、およびこの方法は水酸基をもつ各種の脂肪族化合
物類からカルボン酸類、とくにジカルボン酸類の製造に
適することを見出し本発明を完成するに至つた。
すなわち本発明のカルボン酸類、とくにジカルボン酸類
の製造法においては、水酸基をもつ脂肪族化合物類を酸
化する際に、周期律表第8族の金属を触媒として反応系
に存在させること以外にアルカリ土類金属を共存させる
ことを要件とするものである。
本発明の方法に使用できるアルカリ土類金属としてはマ
グネシウム、カルシウム、バリウム、ベリリウム、スト
ロンチウムなどがあげられるが、とくにバリウムが好ま
しい。
使用するアルカリ土類金属の形態としては、反応系に溶
解する形、たとえばバリウムを水溶液系に使用する場合
は、水酸化バリウム、塩化バリウムなどが好ましいが、
反応系に不溶の形態でも一定の効果はある。アルカリ土
類金属イオンの使用量は出発原料の種類、溶媒の有無で
異なり、反応に溶媒を使用する場合は、その種類、量だ
けでなく、使用する触媒の種類によつても異なる。一般
に、その使用量は反応速度が低下せず、かつ反応収率が
向上する条件で実施せねばならないので、通常、生成す
るカルボン酸類と同じ当量、またはそれ以上の量が用い
られる。本発明に使用される水酸基をもつ脂肪族化合物
は、一般式(1)(式中、R,は−CH2−,−CH,
一,−CH2,−(CH,)nを示し、XはR,が一(
CH,)n一のとき−0Hを、その外のとき、−COO
H,一CHO,−CONH,−,−CN,−COOR3
(ここで、R3は低級アルキル基である)を示す。
nは1〜5の整数である)で表わされる化合物であり、
例えばβ−ヒドロキシプロピオン酸類、たとえばβ−ヒ
ドロキシプロピオン酸、β−ヒドロキシプロピオンアル
デヒド、β−ヒドロキシプロピオンアミド、β−ヒドロ
キシプロピオニトリル、およびβ−ヒドロキシプロピオ
ン酸エステル類、α−アルキル−β−ヒドロキシプロピ
オン酸類、たとえば、α−メチル−β−ヒドロキシプロ
ピオン酸、α−メチル−β−ヒドロキシプロピオンアル
デヒド、α−メチル−β−ヒドロキシプロピオンアミド
、α−メチル−β−ヒドロキシプロピオニトリルおよび
α−メチル−β−ヒドロキシプロピオン酸エステル類、
ならびに両端に水酸基をもつ脂肪族グリコール類、たと
えば、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオ
ール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジ
オールなどがあげられる。これらの原料化合物を用い、
本発明の方法により高い収率と速い反応速度で対応する
一般式(9)ζフ (式中、R,は一般式(川)の場合と同じ意味を示し、
R4およびR5は水素原子または低級アルキル基を示す
)で表わされるジカルボン酸類を製造することができる
本発明の方法において、反応は無溶媒でも進行するが、
一般には水溶媒の存在下で実施される。
そのほか、溶媒としてのメタノール、エタノール、ブタ
ノールなどのアルコール類、ジオキサン、テトラヒドロ
フランなどの環状エーテル類、ならびに酢酸、プロピオ
ン酸などの酸類が使用できる。本発明の反応の触媒とし
ては、パラジウム、白金、ルテニウム、ロジウムなどの
周期律表第8族の金属が優れた成績を示し、これらの触
媒は単独もしくは2種以上の混合物を用いる。触媒とし
て使用される周期律表第8族の金属は、通常の固体触媒
調整法で製造されたものでよく、公知の各種の製造法が
用いられる。
たとえば、パラジウム黒の場合、塩化パラジウムを希塩
酸水に溶解させ、ホルマリン水溶液を加え冷却しながら
苛性ソーダ水溶液を添加し、短時間60℃程度に加熱し
た後、▲過、洗滌することによつて得られる。触媒の形
態も、とくに反応成績に影響はなく、たとえばパラジウ
ムの場合、コロイドパラジウム、パラジウム黒、担体付
パラジウム、酸化パラジウムなど、いずれの場合も、β
−ヒドロキシプロピオン酸など、水酸基をもつ脂肪族化
合物の酸化反応によるマロン酸などのカルボン酸類の生
成は充分な程度起る。酸化剤としては、空気でも充分本
発明の反応は進行するが、酸素を用いると一段と反応速
度が向上する。
さらに反応は、常圧で空気もしくは酸素を反応系に吹き
込むことにより起すことも可能であり、早い反応速度が
必要な場合は加圧下で、たとえばオートクレーブなどを
用いて反応させることもできる。反応の最適温度は、反
応の圧力、被酸化物の種類によつて適宜変化するが、室
温から180℃程度で充分であり、反応条件によつては
100℃から150℃程度で実施してもよい。以下実施
例によつて本発明を具体的に説明する。実施例 1β−
ヒドロキシプロピオン酸99、水100m1、水酸化バ
リウム309常法によつて製造したパラジウム5wt7
0含有のパラジウムカーボン1f1を200dの温度計
、ガス吹込み口、攪拌器、コンデンサー付の四ロフラス
コに入れ、オイルバス上で内温を95±5℃の範囲に調
節しながら酸素ガスを50Tne,/Minの速度で6
時間吹き込む。
反応終了液のスラリーを沢過し、沢塊と沢液に分離した
。▲塊はこの中に含まれるマロン酸を、メタノール塩酸
液で、洗浄加温することによりマロン酸ジメチルエステ
ルとし、生成したマロン酸ジメチルエステルをガスクロ
マトグラフ分析を行なつた。一方、沢液は、酸性にして
未反応のβ−ヒドロキシプロピオン酸を、ガスクロマト
グラフで分析した。分析結果、生成したマロン酸は5.
89であり、未反応β−ヒドロキシプロピオン酸は3.
1f1であつた。実施例 2 実施例1と同様な方法において、β−ヒドロキシプロピ
オン酸のかわりに各種化合物を同じ当量数用いて酸化を
実施した。
メタノールによりエステル化して得られた主生成物はい
ずれもマロン酸ジメチルエステルであつた。結果を表1
に示す。実施例 3実施例1と同様な方法において、β
−ヒドロキシプロピオン酸のかわりにα−メチル−β−
ヒドロキシプロピオン酸10f1を用いて、実施例1と
同様な条件で反応を実施した。
後処理及び分析も実施例1と同じ方法を用いた。結果は
生成したメチルマロン酸が4.5f1であり、反応終了
液中にはα−メチル−β−ヒドロキシプロピオン酸が5
.0g残存していた。
実施例 4 実施例1と同様な方法において、β−ヒドロキシプロピ
オン酸のかわりに1,4−ブタンジオール9f!を用い
て、実施例1と同様な条件で反応を実施した。
後処理及び分析も実施例1と同じ方法を用いた。結果は
、生成したコハク酸が6.59であり、反応終了液中に
は未反応1,4−ブタンジオールが2.7f114−ヒ
ドロキシ酪酸が0.39、酢酸が0.1f!残存してい
た。
実施例 5 実施例1と同様な方法において、パラジウムカーボンの
かわりに各種金属触媒を用いて酸化を実施した。
メタノールによりエステル化して得られた主生成物はい
ずれもマロン酸ジメチルエステルであつた。結果を表2
に示す。実施例 6 実施例1と同様な方法において、水酸化バリウムのかわ
りに水酸化マグネシウム又は水酸化カルシウムを用いて
酸化を実施した。
反応終了後の処理として、f塊は実施例1と同様な処理
を行つたが、同時に沢液側もエーテル抽出後メチルエス
テル化を行い全収率とした。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I )(式中、R
    _1は−CH_2−、−CH_2−、−CH_2−、−
    (CH_2)n−を示し、XはR_1が■CH_2■の
    とき−OHを、その外のとき、−COOH、−CHO、
    −CONH_2、−CN、−COOR_3(ここで、R
    _3は低級アルキル基である)を示す。 nは1〜5の整数である)により表わされる水酸基をも
    つ脂肪族化合物を、周期律表第8族の金属触媒、および
    アルカリ土類金属イオンの共存下に酸素含有ガスと接触
    させることを特徴とする一般式(II)R_4OOC−R
    _1−COOR_5(II)(式中、R_1は一般式(I
    I)の場合と同じ意味を示し、R_4およびR_5は水
    素原子または低級アルキル基を示す)で表わされるジカ
    ルボン酸類の製造方法。2 水酸基をもつ脂肪族化合物
    が、β−ヒドロキシプロピオン酸、またはその誘導体で
    ある特許請求の範囲第1項に記載の方法。 3 アルカリ土類金属イオンがバリウムである特許請求
    の範囲第1項または第2項に記載の方法。
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DE19629372A1 (de) * 1996-07-20 1998-01-22 Degussa Verfahren zur Herstellung von Malonsäure oder einem Salz derselben
WO2000006528A1 (fr) * 1998-07-30 2000-02-10 Sumitomo Chemical Company, Limited Procede de production d'acide adipique
CN102976917B (zh) * 2012-11-29 2014-06-11 中国石油化工股份有限公司 长链二元酸的水相精制方法

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