JPS60112729A - アルカナール及びホルムアルデヒドからのトリメチロールアルカンの製法 - Google Patents
アルカナール及びホルムアルデヒドからのトリメチロールアルカンの製法Info
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- JPS60112729A JPS60112729A JP59232547A JP23254784A JPS60112729A JP S60112729 A JPS60112729 A JP S60112729A JP 59232547 A JP59232547 A JP 59232547A JP 23254784 A JP23254784 A JP 23254784A JP S60112729 A JPS60112729 A JP S60112729A
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- mol
- butyraldehyde
- alkanal
- hydrogenation
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
- C07C29/36—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring increasing the number of carbon atoms by reactions with formation of hydroxy groups, which may occur via intermediates being derivatives of hydroxy, e.g. O-metal
- C07C29/38—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring increasing the number of carbon atoms by reactions with formation of hydroxy groups, which may occur via intermediates being derivatives of hydroxy, e.g. O-metal by reaction with aldehydes or ketones
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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。
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、n−アルカナールをホルムアルデヒド及びト
リアルキルアミンと反応させることによる、トリメチロ
ールアルカンの製法に関する。
リアルキルアミンと反応させることによる、トリメチロ
ールアルカンの製法に関する。
トリメチロールプロパンは公知のごとく、n−プチルア
ルデヒドをホルムアルデヒドと、水性媒質中でアルカリ
性作用剤例えば水酸化ナトリウムの存在下に反応させる
ことにより製造できる。この場合例えば西ドイツ特許出
願公告1154080号の方法においては、中間体とし
て生成するジメチロールブタナールがホルムアルデヒド
及びアルカリとカニザロ反応により反応してトリメチル
プロパン及びホルミエートになる。この方法の欠点は、
少なくとも当量のホルミエートが副生物として得られる
ことである。
ルデヒドをホルムアルデヒドと、水性媒質中でアルカリ
性作用剤例えば水酸化ナトリウムの存在下に反応させる
ことにより製造できる。この場合例えば西ドイツ特許出
願公告1154080号の方法においては、中間体とし
て生成するジメチロールブタナールがホルムアルデヒド
及びアルカリとカニザロ反応により反応してトリメチル
プロパン及びホルミエートになる。この方法の欠点は、
少なくとも当量のホルミエートが副生物として得られる
ことである。
この塩はその分解作用のため、トリメチロールアルカン
の精製前に完全に除去せねばならない。
の精製前に完全に除去せねばならない。
これによって著しい環境問題が生じる。
この方法によるトリメチロールプロパンの製造は満足す
べき結果を与えない。なぜならば多量のホルムアルデヒ
ドが塩基性作用剤の存在下にアルカナールとカニザロ反
応を起こし、そして分離困難な成分からの混合物を生成
するからである。
べき結果を与えない。なぜならば多量のホルムアルデヒ
ドが塩基性作用剤の存在下にアルカナールとカニザロ反
応を起こし、そして分離困難な成分からの混合物を生成
するからである。
西ドイツ出願公開1952738号明細書には、n−ブ
チルアルデヒドをホルムアルデヒド水溶液と三級有機ア
ミンの存在下に反応させることによる。トリメチロール
プロパンの製法が記載されている。この方法ではn−ブ
チルアルデヒドに対し5倍モル以上のホルムアルデヒド
を使用し、三級アミンを塩分離を簡単にするため当量よ
り過剰の量で添加する。過剰のホルムアルデヒドは、工
業的に費用を要する加圧蒸留によって除去される。トリ
メチロールプロパンの収率及び純度に関して、この方法
は不満足である。
チルアルデヒドをホルムアルデヒド水溶液と三級有機ア
ミンの存在下に反応させることによる。トリメチロール
プロパンの製法が記載されている。この方法ではn−ブ
チルアルデヒドに対し5倍モル以上のホルムアルデヒド
を使用し、三級アミンを塩分離を簡単にするため当量よ
り過剰の量で添加する。過剰のホルムアルデヒドは、工
業的に費用を要する加圧蒸留によって除去される。トリ
メチロールプロパンの収率及び純度に関して、この方法
は不満足である。
西ドイツ特許2507461号明細書の記載によれば、
n−ブチルアルデヒドをホルムアルデヒドと、触媒量の
特殊な三級分岐アルキルアミン例えばジメチルアミノネ
オペンタノールの存在下に反応させ、得られたジメチロ
ールブタナールを蒸留精製し、そして接触水素化するこ
とにより、トリメチロールプロパンを製造できる。この
方法によればトリメチロールプロパンが不満足な収率で
得られる。この方法で塩基性触媒を例えばトリエチルア
ミンに置き換えると、収率が著しく低下する(同特許明
細書の比較例2及び3参照)。
n−ブチルアルデヒドをホルムアルデヒドと、触媒量の
特殊な三級分岐アルキルアミン例えばジメチルアミノネ
オペンタノールの存在下に反応させ、得られたジメチロ
ールブタナールを蒸留精製し、そして接触水素化するこ
とにより、トリメチロールプロパンを製造できる。この
方法によればトリメチロールプロパンが不満足な収率で
得られる。この方法で塩基性触媒を例えばトリエチルア
ミンに置き換えると、収率が著しく低下する(同特許明
細書の比較例2及び3参照)。
触媒としてトリアルキルアミンを使用する場合のより良
い結果は、西ドイツ特許出願公開2813201号の方
法によって、ボルムアルデヒドの大過剰を用いて得られ
る。この方法ではn−ブチルアルデヒド1モルに対し、
5〜60モルのトリアルキルアミンを使用することが必
要である。トリメチロールプロパンを経済的に製造する
ためには、この方法はあまり適当でない。なぜならば大
過剰のホルムアルデヒドを接触水素化の前に除去せねば
ならないからである。
い結果は、西ドイツ特許出願公開2813201号の方
法によって、ボルムアルデヒドの大過剰を用いて得られ
る。この方法ではn−ブチルアルデヒド1モルに対し、
5〜60モルのトリアルキルアミンを使用することが必
要である。トリメチロールプロパンを経済的に製造する
ためには、この方法はあまり適当でない。なぜならば大
過剰のホルムアルデヒドを接触水素化の前に除去せねば
ならないからである。
収率も不満足である。
大過剰のホルムアルデヒドを使用するトリメチロールア
ルカンの製造は、経済的理由からホルムアルデヒドの回
収を必要としで、したがって工業的に大きい費用を要す
るので、トリメチロールアルカンを良好な収率及び高純
度で、かつ経済的な簡単な手段で製造し5る方法が要望
されていた。
ルカンの製造は、経済的理由からホルムアルデヒドの回
収を必要としで、したがって工業的に大きい費用を要す
るので、トリメチロールアルカンを良好な収率及び高純
度で、かつ経済的な簡単な手段で製造し5る方法が要望
されていた。
本発明によれば、n−アルカナール1モルに対し2.2
〜4.5モルのホルムアルデヒド及び0゜6〜3モルの
トリアルキルアミンを使用し、そして反応混合物を水素
化の後又は前に蒸留して仕上げ処理することを特徴とす
る、n−アルカ次いで水素化する方法によって、トリメ
チロールアルカンを有利に製造できる。
〜4.5モルのホルムアルデヒド及び0゜6〜3モルの
トリアルキルアミンを使用し、そして反応混合物を水素
化の後又は前に蒸留して仕上げ処理することを特徴とす
る、n−アルカ次いで水素化する方法によって、トリメ
チロールアルカンを有利に製造できる。
n−アルカナールとしては例えば次のものが用いられる
。3.−エチル−13−n−プロピル−13−イソプロ
ピル−13−n−ブチル−16−イツブチルー、6−二
級ブチル−13−三級プチル−ブタナール、ならびに対
応する8個の炭素原子を有するn−ペンタナール、n−
ヘキサナール;4−エチル−14−n−プロピル−14
−イソプロピル−ペンタナール、4−エチル−n−ヘキ
サナール;5−エチル−n−ヘキサナール;6−メチル
−ヘキサナール、6−メチル−ヘプタナール;4−メチ
ル−ペンタナール、4−メチルーヘフタナール、5−メ
チル−ヘキサナール、5−メチル−ヘプタナール;3.
3.5− ト男メチルーn−ペンチル−13,3−ジメ
チル−n−ブチル−13,6−ジメチル−n−ペンチル
−,4,4−シメfルーへキシル−14,5−ジメチル
−へキシル−16,4−ジメチル−へキシル−13,5
−ジメチル−へキシル−16,6−シメチルーへキシル
−13−メチル−4−エチルペンチル−13,3,4−
)リメチルーペンチルー、3,4.4−)+Jメチルー
ペンチルーアルデヒド;特に好ましいものはプロパナー
ル、n−ブタナール、n−ペンタナール、3−メチルブ
タナール、n−ヘキサナール、3−メチルベ/タナール
、n−ヘプタナール、4−メチルベキサナール及びn−
オクタナールである。
。3.−エチル−13−n−プロピル−13−イソプロ
ピル−13−n−ブチル−16−イツブチルー、6−二
級ブチル−13−三級プチル−ブタナール、ならびに対
応する8個の炭素原子を有するn−ペンタナール、n−
ヘキサナール;4−エチル−14−n−プロピル−14
−イソプロピル−ペンタナール、4−エチル−n−ヘキ
サナール;5−エチル−n−ヘキサナール;6−メチル
−ヘキサナール、6−メチル−ヘプタナール;4−メチ
ル−ペンタナール、4−メチルーヘフタナール、5−メ
チル−ヘキサナール、5−メチル−ヘプタナール;3.
3.5− ト男メチルーn−ペンチル−13,3−ジメ
チル−n−ブチル−13,6−ジメチル−n−ペンチル
−,4,4−シメfルーへキシル−14,5−ジメチル
−へキシル−16,4−ジメチル−へキシル−13,5
−ジメチル−へキシル−16,6−シメチルーへキシル
−13−メチル−4−エチルペンチル−13,3,4−
)リメチルーペンチルー、3,4.4−)+Jメチルー
ペンチルーアルデヒド;特に好ましいものはプロパナー
ル、n−ブタナール、n−ペンタナール、3−メチルブ
タナール、n−ヘキサナール、3−メチルベ/タナール
、n−ヘプタナール、4−メチルベキサナール及びn−
オクタナールである。
トリアルキルアミンとしては、例えばトリメチルアミン
、トリエチルアミン、トリーn−プロピルアミン又は)
IJ −n−ブチルアミンが用いられる。アルカナー
ル1モルに対し、2.2〜4.5モル好ましくは2.5
〜4モル特に2.75〜3.5モルのホルムアルデヒド
及ヒ0.6〜6モル好ましくは0.7〜2モル特に0.
8〜1.5モルのトリアルキルアミンが用いられる。
、トリエチルアミン、トリーn−プロピルアミン又は)
IJ −n−ブチルアミンが用いられる。アルカナー
ル1モルに対し、2.2〜4.5モル好ましくは2.5
〜4モル特に2.75〜3.5モルのホルムアルデヒド
及ヒ0.6〜6モル好ましくは0.7〜2モル特に0.
8〜1.5モルのトリアルキルアミンが用いられる。
反応は一般に120℃以下好ましくは20〜100℃特
に40〜80℃の温度で行われる。
に40〜80℃の温度で行われる。
減圧、加圧又は常圧、好ましくは常圧で、非連続的又は
連続的に操作する。場合によりさらにトラヒドロフラン
、ジオキサン;エステル例えば酢酸メチル、酢酸エチル
、プロピオン酸メチル;アルカノール例えばエタノール
、メタノール、グリコール、エチレングリコールモノエ
チルエーテル又はメチルグリ1−ルが用いられる。
連続的に操作する。場合によりさらにトラヒドロフラン
、ジオキサン;エステル例えば酢酸メチル、酢酸エチル
、プロピオン酸メチル;アルカノール例えばエタノール
、メタノール、グリコール、エチレングリコールモノエ
チルエーテル又はメチルグリ1−ルが用いられる。
反応時間は約0.5〜24時間、好ましくは1〜10時
間特に1〜7時間である。
間特に1〜7時間である。
ホルムアルデヒドは、好ましくは水溶液例えば10〜5
0重量%水溶液として用いられる。
0重量%水溶液として用いられる。
水性反応混合物の水含量は、例えば50〜85重量%好
ましくは60〜80重量%特に65〜75重量%である
。
ましくは60〜80重量%特に65〜75重量%である
。
反応混合物は水素化の前又は後に蒸留により仕上げ処理
される。第一の場合は、反応混合物から好ましくは減圧
下で、まず水を、続いて遊離のトリアルキルアミンなら
びに反応の際に生じたトリアルキルアンモニウムホルミ
エートヲ留去する。残留物を水中に移し、この水性混合
物を水素化にかける。しかし水性反応混合物を蒸留によ
り仕上げ処理する前に、又は前記の易揮発性成分を一部
だけ蒸留除去したのち水素化することもできる。
される。第一の場合は、反応混合物から好ましくは減圧
下で、まず水を、続いて遊離のトリアルキルアミンなら
びに反応の際に生じたトリアルキルアンモニウムホルミ
エートヲ留去する。残留物を水中に移し、この水性混合
物を水素化にかける。しかし水性反応混合物を蒸留によ
り仕上げ処理する前に、又は前記の易揮発性成分を一部
だけ蒸留除去したのち水素化することもできる。
水素化は常法により、好ましくは水溶液中で80〜15
0℃の温度及び20〜200バールの圧力で行われる。
0℃の温度及び20〜200バールの圧力で行われる。
その際普通の水素化触媒例えばニッケル、銅又は貴金属
例えば白金又はパラジウムを含有するものを使用する。
例えば白金又はパラジウムを含有するものを使用する。
触媒は担持触媒であってよく、懸濁法又は固定床法で用
いられる。前記種類の特に好適な触媒は、例えば西ドイ
ツ特許出願公開3027890号明細書に記載されてい
る。
いられる。前記種類の特に好適な触媒は、例えば西ドイ
ツ特許出願公開3027890号明細書に記載されてい
る。
水素化後に、水素化された水溶液を例えば直接に、ある
いは溶剤例えば水に難溶なアルコール、ケトン又はエス
テルを用いて抽出したのち、蒸留又は結晶化により仕上
げ処理する。トリメチロールアルカンが良好な収率及び
純度において得られる。
いは溶剤例えば水に難溶なアルコール、ケトン又はエス
テルを用いて抽出したのち、蒸留又は結晶化により仕上
げ処理する。トリメチロールアルカンが良好な収率及び
純度において得られる。
実施例1
n−ブチルアルデヒド216g(3モル)、* )L/
71J 7(30%溶i)12oog(ホルムアルデ
ヒド12モル)、トリエチルアミン450g(4,5モ
ル)及び水1000gを混合し、混合物を70℃に4時
間保持したのち、20mバールの減圧下にまず水及び遊
離トリエチル−rタンを、続いて反応により生成し“た
トリエチルアンモニラ上ホルミエー)(沸点110℃/
’ 20HmHg)を留去する。残留物に同重量の水を
添加し、120℃及び60バールで連続的に水素化する
(水素化触媒は、Cu対Alの原子比が075:1であ
るCuO及びAl5o、がら成る)。蒸留により仕上げ
処理したのち、沸点153℃/6111111 )(g
のトリメチロールプロパンが342,9(n−ブチルア
ルデヒドに対する収率85%)、そのほか沸点185℃
/3mmHg)のジートリ′メチロールプロパンが28
.9(n−ブチルアルデヒドに対する収率Z6%)得ら
れる。
71J 7(30%溶i)12oog(ホルムアルデ
ヒド12モル)、トリエチルアミン450g(4,5モ
ル)及び水1000gを混合し、混合物を70℃に4時
間保持したのち、20mバールの減圧下にまず水及び遊
離トリエチル−rタンを、続いて反応により生成し“た
トリエチルアンモニラ上ホルミエー)(沸点110℃/
’ 20HmHg)を留去する。残留物に同重量の水を
添加し、120℃及び60バールで連続的に水素化する
(水素化触媒は、Cu対Alの原子比が075:1であ
るCuO及びAl5o、がら成る)。蒸留により仕上げ
処理したのち、沸点153℃/6111111 )(g
のトリメチロールプロパンが342,9(n−ブチルア
ルデヒドに対する収率85%)、そのほか沸点185℃
/3mmHg)のジートリ′メチロールプロパンが28
.9(n−ブチルアルデヒドに対する収率Z6%)得ら
れる。
実施例2
トリエチルアミン450 g(4,5モル)、60%ホ
ルマリン1200g(ホルムアルデヒド12モル)及び
水1000.9の混合物に、n−ブチルアルデヒドz1
6.!9(5モル)を45分間に滴加する。次いで溶液
を70’Cに4時間加熱し、水、トリエチルアミン及び
トリエチルアンモニウムホルミエートを減圧で蒸留分I
tしたのち(実施例1参照)、残留物を4倍重量の水収
は終了する。触媒を戸去し、低沸点物を蒸留634、j
9(n−ブチルアルデヒドに対する収率86督、)及び
沸点185°C/ 3rnm Hgのジ−トリメチロー
ルプロパンが26.9(n−ブチルアルデヒドに対する
収率7%)得られる。
ルマリン1200g(ホルムアルデヒド12モル)及び
水1000.9の混合物に、n−ブチルアルデヒドz1
6.!9(5モル)を45分間に滴加する。次いで溶液
を70’Cに4時間加熱し、水、トリエチルアミン及び
トリエチルアンモニウムホルミエートを減圧で蒸留分I
tしたのち(実施例1参照)、残留物を4倍重量の水収
は終了する。触媒を戸去し、低沸点物を蒸留634、j
9(n−ブチルアルデヒドに対する収率86督、)及び
沸点185°C/ 3rnm Hgのジ−トリメチロー
ルプロパンが26.9(n−ブチルアルデヒドに対する
収率7%)得られる。
実施例3
15%ホルマリン700.9(ホルムアルデヒド3.5
−Tニル)及びトリエチルアミン150p(1,5モル
)の混合物に、n−ブチルアルデヒド72.9(1モル
)を20分間に滴加する。混合物を76°Cで5時間攪
拌し、均質溶液を120゛C及び50バールで連続的に
水素化する(水素化触媒はN1081.47%及びA1
20318.55%から成る)。反応排出物を減圧で蒸
留し、低沸点物及びトリエチルアンモニウムホルミエー
トを除去したのち、2.0 ! ”パールで実施例2と
同様に真空蒸留することにより、トリメチロールプロパ
ンが110.9(n−ブチルアルデヒドに対する収率8
2%)及びジ−トリメチロールプロパンが18g(n−
ブチルアルデヒドに対する収率14%)得られる。
−Tニル)及びトリエチルアミン150p(1,5モル
)の混合物に、n−ブチルアルデヒド72.9(1モル
)を20分間に滴加する。混合物を76°Cで5時間攪
拌し、均質溶液を120゛C及び50バールで連続的に
水素化する(水素化触媒はN1081.47%及びA1
20318.55%から成る)。反応排出物を減圧で蒸
留し、低沸点物及びトリエチルアンモニウムホルミエー
トを除去したのち、2.0 ! ”パールで実施例2と
同様に真空蒸留することにより、トリメチロールプロパ
ンが110.9(n−ブチルアルデヒドに対する収率8
2%)及びジ−トリメチロールプロパンが18g(n−
ブチルアルデヒドに対する収率14%)得られる。
実施例4
各900mgの反応容積を有する6個の順次連結された
フラスコから成る連続式反応器カスケードに、毎時トリ
エチルアミン9 a、 7 ml、(o、71モル)、
n−ブチルアルデヒド4 ’l、9 me (0゜49
モル)及び15.2%ホルムアルデヒド溶液308、7
ml! (ホルムアルデヒド1.7モル)を導入する
と、反応温度は6個のすべてのフラスコ中で80℃にな
る。カスケード排出物を連続式水素化装置に供給し、1
15℃及び60/<−/しで水素化する(触媒はNiO
81,47%及びAl2O,。
フラスコから成る連続式反応器カスケードに、毎時トリ
エチルアミン9 a、 7 ml、(o、71モル)、
n−ブチルアルデヒド4 ’l、9 me (0゜49
モル)及び15.2%ホルムアルデヒド溶液308、7
ml! (ホルムアルデヒド1.7モル)を導入する
と、反応温度は6個のすべてのフラスコ中で80℃にな
る。カスケード排出物を連続式水素化装置に供給し、1
15℃及び60/<−/しで水素化する(触媒はNiO
81,47%及びAl2O,。
18.53%から成る)。次いで低沸点物及び反応
広巾に生じたトリエチ^idアンモニウムホルミエート
を真空蒸留により除去する(圧力20mバール)。残留
物を6mバールで分留すると、トリメチロールプロパン
1’25g/水素化排出物11(n−ブチルアルデヒド
に対する収率84%)及びジートリメチロールプロノ々
ン111/水素化排出物11(n−ブチルアルデヒドに
対する収率16%)が得られる。
を真空蒸留により除去する(圧力20mバール)。残留
物を6mバールで分留すると、トリメチロールプロパン
1’25g/水素化排出物11(n−ブチルアルデヒド
に対する収率84%)及びジートリメチロールプロノ々
ン111/水素化排出物11(n−ブチルアルデヒドに
対する収率16%)が得られる。
実施例5
30%ホルマリン550.9 (ホルムアルデヒド5.
5モル)、トリエチルアミン602.!7(3モル)及
び水550gの混合物に、攪拌しながらn−ブチルアル
デヒド144g(2モル)を60分間に滴加する。次い
で72°Cに4時間加熱したのち、反応混合物を160
℃及び50バールで連続的に水素化する(触媒はNi0
81.47%、Al2O,18,53%から成る)。次
いで低沸点物及び生成したトリエチルアンモニウムホル
ミエートを20mバールの真空で蒸留除去する。残留物
を分留することにより、沸点153℃73 mm Hg
のトリメチロールプロパンカ20%)及び沸点185°
C/ 3 rnnH2Oシート1ノメチロールブロノ(
ンが40g(n−〕゛チチルアルアヒ対する収率16%
)得られる。
5モル)、トリエチルアミン602.!7(3モル)及
び水550gの混合物に、攪拌しながらn−ブチルアル
デヒド144g(2モル)を60分間に滴加する。次い
で72°Cに4時間加熱したのち、反応混合物を160
℃及び50バールで連続的に水素化する(触媒はNi0
81.47%、Al2O,18,53%から成る)。次
いで低沸点物及び生成したトリエチルアンモニウムホル
ミエートを20mバールの真空で蒸留除去する。残留物
を分留することにより、沸点153℃73 mm Hg
のトリメチロールプロパンカ20%)及び沸点185°
C/ 3 rnnH2Oシート1ノメチロールブロノ(
ンが40g(n−〕゛チチルアルアヒ対する収率16%
)得られる。
出願人 バスフ・アクチェンケセルシャフト代理人 弁
理士 小 林 正 雄 第1頁の続き 0発 明 者 レオポルト・フプファ ドイツ連邦共和
国67(−−へ3 0発 明 者 ユルゲン・ペーチュ ドイツ連邦共和国
67(ツバ30
理士 小 林 正 雄 第1頁の続き 0発 明 者 レオポルト・フプファ ドイツ連邦共和
国67(−−へ3 0発 明 者 ユルゲン・ペーチュ ドイツ連邦共和国
67(ツバ30
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、n−アルカナール1モルに対し2.2〜4.5モル
のホルムアルデヒド及び0.6〜3モルのトリアルキル
アミンを使用し、そして反応混合物を水素化の後又は前
に蒸留して仕上げ処理することを特徴とする、n−アル
カナールをホルムすることによるトリメチロールアルカ
ンの製法。 2、 アルカナール1モルに対し2.5〜4モルのホル
ムアルデヒド及び0.7〜2モルのトリアルキルアミン
を使用することを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
載の方法。 3、 反応混合物を反応後直ちに水素化することを特徴
とする特許請求の範囲第1項に記載の方法。
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