JPS60228439A - アルデヒドの製法 - Google Patents

アルデヒドの製法

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JPS60228439A
JPS60228439A JP60074574A JP7457485A JPS60228439A JP S60228439 A JPS60228439 A JP S60228439A JP 60074574 A JP60074574 A JP 60074574A JP 7457485 A JP7457485 A JP 7457485A JP S60228439 A JPS60228439 A JP S60228439A
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hydrogen
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ヴエルナー・コンコル
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ヴイルヘルム・ギク
ヴオルフガング・グレープ
エルンスト・ヴイーブス
ヘルムート・バールマン
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    • C07C47/00Compounds having —CHO groups
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07C45/49Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reaction with carbon monoxide
    • C07C45/50Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reaction with carbon monoxide by oxo-reactions

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は水溶性ロジウム錯体触媒の存在におけるオレフ
ィンのヒPロホルミル化によるアルデヒPの製法に関す
る。
従来の技術 オレフィンと一酸化炭素および水素との反応によりアル
デヒrおよびアルコールを製造することは公知である。
反応は、水素化金属カル〆ニル、特に周期律第8族の金
属カルダニルにより触媒される。触媒金属として広範囲
で工業的に適用されるコ・々/l/)のほかに、最近ロ
ジウムがますます重要になって℃・る。コ・ζルトとは
異なり、ロジウムは反応を低い圧力で実施することがで
き;さらに特に直鎖n−アルデヒPおよびそれよりも僅
かな量でインーアルデヒPが形成する。最後に、ロジウ
ム触媒を使用する場合オレフィンの飽和炭化水素への水
素化も、コ・ぐルト触媒の適用の際よりも明らかに低い
工業に導入された方法では、ロジウム触媒は付加的にか
つ場合により過剰の配位子を有する変性された水素化ロ
ジウムカル−ニルの形で使用される。特に、配位子とし
ては第3ホスフインまたは亜リン酸塩が有利であること
が立証された。それを使用すれば、反応圧を3oo−s
−ル(30・IQ5KPa)より下の値に下げることが
可能である。
しかしこの方法では、反応生成物の分離および反応生成
物中に均質に溶解している触媒の回収が問題になる。一
般に、このために反応生成物を反応混合物から留出させ
る。実地ではこの方法は、形成されたアルデヒPおよび
アルコールの熱敏感性のために、低級オレフィン、即ち
分子中にほぼ5までの炭素原子を有するオレフィンのヒ
10ホルミル化の場合にしか採用することができない。
その他に、留出物の熱負荷はロジウム錯化合物の分解に
よる著しい触媒損失をも生じることが判明した。
記載された欠点は、水に可溶↑ある触媒系の適用により
避けられる。この種の触媒は、たとえば西Pイツ国特許
第2627354号明細書に記載されている。この場合
、ロジウム錯化合物の溶解度は、錯成分としてスルホン
化トリアリールホスフィンの使用により得られる。ヒP
ロホルミル化反応の終了後に反応生成物から触媒を分離
するのは、この方法の実施態様では、たんに水相および
有機相の分離により、即ち蒸留なしに、それとともに付
加的な熱処理工程なしに行なわれる。スルホン化された
トリアリールホスフィンのほかに、水溶性ロジウム錯化
合物の錯成分としてカルヂキシル化トリアリールホスフ
ィンも使用される。
オレフィンと一酸化炭素および水素との反応は、触媒含
有の水相中で進行する。
西Pイツ国特許第2627354号明細書の記載により
、触媒水溶液のpH価は2より下に低下してはならない
。一般に、 pH価を2〜13、特に4〜10に調節す
ることが推奨される。
問題点を解決するための手段 驚いたことに、前述のpH側内f反応体の変換率および
所望の反応生成物としてのn−アルデヒrへの反応の選
択性は著しく異なることが判明した。高い変換率および
高い選択性、即ち反応の最適の実施は、狭く制限された
pH範囲の維持を必要とする。
従って、本発明は2〜12の炭素原子を有するオレフィ
ンと一酸化炭素および水素とを、液相中水ならびに金属
の形のまたは化合物としてのロジウムおよびスルホン化
またはカルヂキシル化トリアリールホスフィンの水溶性
塩の存在で反応させることによるアルデヒPの製法にお
いて、オレフィンと一酸化炭素および水との反応を、5
.5〜6.2の水相のpH価で行なうことを特徴とする
5.8〜6.0のpH価で作業するのがとくに有利であ
ることが立証された。
本発明による方法の特徴fあるpH価は、反応の間の水
相に関する。この水相は主に、ロジウムおよび水溶性ト
リアリールホスフィンから成る触媒の溶液である。
pH価の測定は自体公知の方法で、適当な電極を用いる
測定により行なわれる。
本発明により維持すべきpH価は、引続くロジウムまた
はロジウム化合物の添加によりほとんど影響されないの
で、スルホン化またはカルiキシル化トリアリールホス
フィンの水溶液の製造の際既に調節することができる。
モノ−、ジーおよびトリスルホン化アリールホスフィン
は、本発明方法によればたとえば、アリールホスフィン
を発煙硫酸でスルホン化し、反応生成物を水で希釈し、
スルホ/化アリールホスフィンを、水溶液から、水に不
溶の有機溶剤中に溶解している水に不溶のアミンで抽出
することにより得られる。その後、有機相からスルホン
化ホスフィンを、塩基の水溶液で処理することにより再
び水相に移す。この場合、適当なpH価の調節は、有機
相に正確に定められた量の塩基を添加することにより行
なうことがマきる。
もちろん、所望のpH価を、弱アルカリ性から弱度応性
に調節する触媒溶液中で酸の添加により得ることもでき
る。この目的のために、酸としてリン酸または硫酸のよ
うな無機酸、アルカリ水素硫酸塩のような多価無機酸の
酸性塩、ならびにたとえばギ酸、酢酸、プロピオン酸、
酪酸のような水溶性有機酸を使用することができる。
さらにpH価は、無機酸素殿の塩から成る緩衝混合物を
用いて調節することができる。必要とされるpH範囲に
応じて、緩衝混合物として、たとえば系Na 1(po
 / KHPOまたはKHPO242424 /ホウ砂が適当である。
pH5,5〜6.2の範囲を越える水溶液のpH価は、
反応の選択性を明らかに減少することが判明した。この
選択性損失は、アルP−ル化の促進に帰すことができる
。必要とされた範囲の下限よりも低いpH価では触媒活
性が減少することとなる。
本発明による方法によれば、2〜12の炭素原子をオレ
フィンをヒPロホルミル化スることができる。これらの
オレフィンは、線状または分校であってもよく、末端位
または中央位の二重結合を有していてもよい。このよう
なオレフインノ例は:エチレン、ゾロピレン、■−ブテ
ン、2−ブテン、1−ペンテン、2−メチル−1−ブテ
ン、1−ヘキセン、2−ヘキセン、■−ヘゾテン、1−
オクテ/、3−オクテン、3−エチル−1−ヘキセン、
1−デセン、3−1ンデセン、4.4−ツメチル−1−
ノネン、1−pデセンでアル。エチレン、プロピレン、
1−ブテン、1−ペンテン、■−ヘキセン、1−ヘゾテ
ンおよび1−オクテンのような、2ν8の炭素原子を有
する線状オレフィンが有利に使用される。
触媒としてのロジウムは金属の形またはその化合物の形
で、一般式 に相当する水溶性ホスフィンと一緒に使用される。式中
、Ar’ 、Ar2. Ar5はそれぞれフェニル基ま
たはナフチル基を表わし、Y 、Y 。
Y はそれぞれ1〜4のC原子を有する直鎖または分枝
アルキル基、アルコキシ基、)−ロゲン原子、0H−1
ON−1NO−またはRRN基を表わし、ここでRおよ
びRはそれぞれ1〜4のC原子を有する直鎖または分枝
アルキル基を表わし、x、x2.x はそれぞれカルゼ
キシレー) 基(000−)および/またはスルホネー
ト基(so−−)を表わし、ni、R2,R3は0〜5
の同じかまたは異なる整数であり、Mはアルカリ金属イ
オン、当量のアルカリ土類金属−または亜鉛イオンまた
は、アルミニウムーマタは一般式N(RRRR) の第
4アルキルアンモニウムイオンであり、但しR3、R4
、R5゜R6はそれぞれ1〜4のC原子を有する直鎖ま
たは分枝アルキル基を表わす。
本方法の有利な実施形によれば、水溶性ホスフィンとし
て、前述の一般式Ar 、Ar 、A%はそれぞれフェ
ニル基を表わし、X 、X 。
X がそれぞれスルホネート基を表わすものが使用され
る。上述の一般式の化合物の例は、トリフェニルホスフ
ィン−トリスルホン酸三ナトリウム、トリフェニルホス
フィンートIJ−(テトラアルキルアンモニウム) −
1−リスルホネート、llフェニルホスフィン−トリス
ルホン酸三ナトリウムである。
ロジウムは金属の形でまたは化合物として使用される。
金属のロジウムは有利に、活性炭、炭酸カルシウム、ケ
イ酸アルミニウム、アルミナのような担体上に設けて使
用される。ロジウム化合物としては、水溶性であるが反
応条件下に水溶性になるような物質が重要である。適当
な化合物は、種々のロジウム酸化物、無機水素酸および
酸素酸の塩、ならびに脂肪族モノ−およびポリカルデン
酸の塩である。例としては、塩化ロジウム、硝酸ロジウ
ム、硫酸ロジウム、酢酸ロジウム、マロン酸ロジウムが
挙げられる。さらに、トリカルiニルロジウムまたはテ
トラカルIニルロジウムのようなロジウムカルゼニル化
合物またはロジウムの錯塩、たとえばシクロロクタジエ
ニルロジウムクロリPが使用される。酸化ロジウム、塩
化ロジウムおよび酢酸ロジウムが有利である。
触媒溶液は、あらかじめ、たとえばホスフィン水溶液お
よび必要量のロジウムから製造して、反応域に供給する
ことができる。しかし同様に、触媒溶液を、反応域自体
中で成分を混合することにより製造することもできる。
触媒水溶液中のロジウム濃度は、溶液に対して、特に1
0〜2000重量ppmである。水溶性ホスフィンは、
ロジウム1グラム原子につき、ホスフィン化合物1〜1
000モル、特に2〜300モルになるような量で使用
される。
水素および一酸化炭素の総圧は1〜200パール(10
0〜20 ・10 KPa )、特に10〜100−ぐ
−ル(1−10から10・105KPa )である。合
成ガスの組成、即ち一酸化炭素対水素の比は、広い範囲
内で変えることができる。一般に、−酸化炭素対水素の
容量比が1:1であるか、この値からほとんど偏寄しな
い合成ガスを使用する。反応は20〜150℃の温度で
行なわれ、これは連続的にも非連続的にも実施すること
ができる。
次の実施例で本発明を詳述する。
実施例 例1 連続的に作業する50Aの攪拌釜中で、125℃および
50パール(5・10 KPa )の総圧で、ロジウム
600重量ppm (水溶液に対し)および、オレフィ
ン変換率に応じて2:1:1の比でプロピレン、COお
よびHの一定の分圧が維持されるような量のプロピレン
を導入する。
59のpH価を有する触媒溶液を使用する際、毎時プロ
ピレン4.6 kgを反応させることかできる。次の組
成の粗生成物が得られる。
1−ブタナール 3.9重量% n−シタナール 94.ON 1−ブタノール 0.l〃 n−ブタノール 0.8〃 2−エチルヘキセナール 0.3 、。
2−エチルヘキサナール 0.1〃 C−アルP−ル 0,5〃 高沸点化合物 0.3〃 例2 例1に記載した反応条件下に、6.7のpH価を有する
触媒溶液を使用する。この場合にも毎時プロピレン4.
6kgを反応させることがfきるが、n−ブタナールの
生成に関する反応の選択性は、粗生成物の組成が示すよ
うに著しく悪化する: 1−ブタナール 3.6重量% n−ブタナール 87.δ 〃 iミーブタノール 01 〃 n−ブタノール O9δ 7 2−エチルヘキセナール 2.2〃 2−エチルヘキサナール 0.3〃 C−アルP−ル 3.5〃 高沸点化合物 1.5〃 例3 例1に記載された反応条件下に、5.4のpH価を有す
る触媒溶液を使用する。例1と比較して、この条件下で
は、n−ブタナールの生成に関する反応の選択性はさら
に改良される。しがし、活性は明らかに低下する。その
理由は毎時プロピレン3.7諭しか反応しないからであ
る。
得られた粗生成物は次の組成を有する:1−ブタナール
 3.9重量% n−ブタナール 94.6 〃 1−ブタノール 0.2〃 n−ブタノール 1、l 〃 高沸点化合物 Oll 〃 第1頁の続き 0発 明 者 ゲオルク・デンプケス 1[相]発 明
 者 ヴイルヘルム拳ギク 1@発 明 者 ヴオルフ
ガング・ブレ l−プ 0発 明 者 エルンスト・ヴイーブ 1ス o発 明 者 へルムート・バールマ 1Jイッ連邦共
和国ディンスラーケン・ニーベルンゲンシュトラーセ 
65 Jイツ連邦共和国ズイスブルク 74 イム・ブツシュ
ツクJイッ連邦共和国ディンスラーケン・ジュートシュ
トラーヒ 181 Jイッ連邦共和国オーベルハウゼン11・フェルディナ
ンド/ユトラーセ 77

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.2〜12の炭素原子を有する脂肪族オレフィンと一
    酸化炭素および水素とを水相中で、水ならびに金属の形
    または化合物としてのロジウムおよびスルホン化または
    カルゼキシル化トリアリールホスフィンの水溶性塩の存
    在で反応させることによるアルデヒrの製法において、
    オレフィンと一酸化炭素および水素どの反応を、5.5
    〜6.2の水相のpH価で行なうことを特徴とする、ア
    ルデヒPの製法。 2、 オレフィンと一酸化炭素および水素との反応を、
    5.8〜6,0の水相のpH価で行なう、特許請求の範
    囲第1項記載の方法。 3、pH価を、無機酸、多価の無機酸の酸性塩の添加ま
    たは水溶性有機酸により調節する、特許請求の範囲第1
    項または第2項記載の方法0 4、pH価を緩衝混合物により調節する、特許請求の範
    囲第1項または第2項記載の方法。
JP60074574A 1984-04-10 1985-04-10 アルデヒドの製法 Granted JPS60228439A (ja)

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DE3413427A DE3413427A1 (de) 1984-04-10 1984-04-10 Verfahren zur herstellung von aldehyden
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