JPS6039657B2 - 含酸素化合物の製造法 - Google Patents

含酸素化合物の製造法

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JPS6039657B2
JPS6039657B2 JP58038324A JP3832483A JPS6039657B2 JP S6039657 B2 JPS6039657 B2 JP S6039657B2 JP 58038324 A JP58038324 A JP 58038324A JP 3832483 A JP3832483 A JP 3832483A JP S6039657 B2 JPS6039657 B2 JP S6039657B2
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Japan
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ruthenium
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pyridine
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JP58038324A
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啓輔 和田
英一 渡邊
謙二 村山
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • 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
    • Y02P20/52Improvements 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】 本発明は合成ガスすなわち一酸化炭素と水素との混合物
からメタノ−ル、エタノール、エチレングリコール等の
含酸素化合物を製造する方法に関する。
メタノールはホルムアルデヒド、酢酸および炭化水素等
の製造原料として、現在および将来の化学工業にとって
最も重要な基礎化学品の一つである。
またエタノールは炭化水素系燃料および化学品原料とし
て、近年、ますます重要性が増している。さらにエチレ
ングリコールはポリエステル繊維および不凍液のための
原料として有用な合成中間原料である。一酸化炭素と水
素とを反応させてメタノール、エタノールおよびエチレ
ングリコール等の含酸素化合物を製造する方法として、
ロジウム触媒を使用する例が数多〈提案されている。
しかしながら、袴公昭53一31122号公報等で例示
されるこれらの方法は、高価なロジウムを使用するのに
見合うだけの触媒活性が達成されないため、これを工業
的規模で実用化する方法として採用し難い等の欠点を有
している。これらの。
ジウム触媒のもつ欠点を回避するための一つの方策とし
て、ロジウムに比して、より安価なルテニウム系触媒を
使用する方法が提案されている。たとえばアメリカ特許
4170605号明細書には、ルテニウムとピリジン類
配位子よりなる触媒を使用して、エチレングリコールを
製造する方法が託されている。この場合、ピリジン配位
子はルテニウム鍔体1モルに対して10モル以下を使用
し、かつ反応圧力として1000蛇sig(705.2
k9/地)以上5000咳sig(3526.1k9/
塊)以下にて反応を行うことが記載されている。
実施例1〜mでは、ピリジン配位子として2ーヒドロキ
シピリジンをルテニウム1タ原子あたり5.74モル使
用し、反応圧力として1500ゆsig(1057.8
k9/地)で行なった例が示されている。さらにピリジ
ン配位子として、2−アミノピリジン、2−(ジメチル
アミノ)ピリジンについても記載されているが、実際に
使用された例もなく、またどのような効果が得られるか
についての記載も示唆もない。また、特関昭55−11
5834号公報には、ルテニウムと共に不特定の助触媒
としてのルイス塩基を使用する方法が提案されている。
この場合のルイス塩基の例として、環状アミン類、ィミ
ニウム塩、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ士類金
属ハロゲン化物等が明示されている。環状アミン類につ
いては、各種ヒドロキシ置換ピリジンについて記載され
ているが、アミノ置換ピリジンについての記載も例もな
い。さらに特開昭6−154422号公報にはルテニウ
ムと共に不特定の助触媒としてのルイス酸を使用する方
法が提案されている。この場合のルイス酸の例としてア
ルカリ金属賜イオンを含有する塩、アルカリ士類金属腸
イオンを含有する塩、亜鉛、カドミウム、ホウ素、アル
ミニウム、ガリウム化合物、オキソ酸、フッ化水素、塩
化水素などの二成分酸等が明示されている。しかしなが
ら実施例に例示されているルイス酸はトリェトキシアル
ミニウム、ホウ素、塩化セシウムの三者にすぎず、その
反応活性も低い。以上の先行技術中に示されたルテニウ
ム触媒の活性は、いずれの場合も、高い水準のものであ
るとは言い難く、目的の含酸素化合物を効率よく製造す
ることはできない。
本発明者等は、以上の事実を考慮し、ルテニウム触媒の
活性を高めるために鋭意検討した結果、本発明に到達し
た。
すなわち本発明はルテニウムを含有する触媒の存在下に
、一酸化炭素および水素を液相で反応させて含酸素化合
物を製造する方法において、4位にアミノ基または置換
アミノ基を有するピリジン類の存在下反応を行うことを
特徴とする含酸素化合物の製造法に関するものである。
以下、本発明をさらに詳細に説明する。本発明で使用す
る原料ガスすなわち一酸化炭素および水素源については
とくに限定されず、若干量の窒素ガス、二酸化炭素等の
不活性ガスを含有するものであってもよい。
水素と一酸化炭素との体積比は通常1′10〜10/1
範囲であり、殊に1/5〜5/1の範囲の組成のものが
好ましい。本発明においては一酸化炭素と水素との反応
におけるルテニウムを含有する触媒として、ルテニウム
またはルテニウム含有化合物および特定のピリジン類を
使用することを必須としている。
ルテニウム含有化合物としては、特に限定されないが、
例えば酸化物、水酸化物、無機酸塩、有機酸塩あるいは
鈴化合物等が挙げられる。具体的には、例えば、酸化ル
テニウム類、ジヒドロキシテトラキス(トリフルオロア
セテート)ジルテニウム、臭化ルテニウム、トリス(ア
セチルアセトン)ルテニウム、ヘキサクロロルテニウム
酸ナトリウム、テトラカルボニルルテニウム酸ジカリウ
ム、ベンタカルボニルルテニウム、テトライオドヘキサ
カルボニルジルテニウム、ジプロモトリカルボニルルテ
ニウム、クロロトリス(トリフエニルホスフイソ)ヒド
リドルテニウム、クロロトリス(トリフエニルホスフイ
ン)ヒドリドカルボニルルテニウム、ビス(トリ−n−
ブチルホスフイン)トリカルボニルルテニウム、ジクロ
ロトリフェニルホスフアイトルテニウム、ドデカカルボ
ニルトリルテニウム、テトラヒドリドドデ力力ルボニル
テトラルテニウム、テトラクロロジカルボニルルテニウ
ム酸ビストリフェニルホスフインイミニウム、オクタデ
カカルボニルヘキサルテニウム酸ジセジウム、ウンデカ
カルボニルヒドリドトリルテニウム酸テトラフェニルホ
スホニウム等である。
これらのルテニウム化合物の中で、カルボニル化合物以
外のものを使用した場合においても、反応系内ではカル
ボニル化合物に変化しているものと考えられる。
しかし反応初期からカルボニル化合物として加えるのが
好ましい。ルテニウムまたはルテニウム含有化合物の使
用量は、反応液中の濃度として、反応溶液1リットルあ
たり、ルテニウム原子として0.0001〜100グラ
ム原子、好ましくは0.001〜10グラム原子である
本発明においては、上述したルテニウムまたはルテニウ
ム含有化合物とともに、反応促進剤として特定のピリジ
ン類を使用する必要がある。
このピリジン類は4位にアミノ基または置換アミノ基を
有しており、一般式で示せば以下の通りである。上記一
母史式(1)中、RIおよびR2は同一でもよく、水素
、アルキル基またはアリール基等を示す。
アルキル基としては低級アルキル基あるし、か環状ァル
キル基が好適である。アリール基としてはフェニル基、
ピリジル基等が挙げられる。またRIおよびR2は互い
に結合し、飽和または不飽和の環を形成してもよく、ま
たへテロ原子を介して結合していてもよい。環としては
3〜7、好ましくは5〜6員環であり、ヘテロ原子とし
ては酸素、チッ素、ィオゥ等が挙げられる。またR1、
R2およびピリジン環はさらに置換基を有していてもよ
い。置換基としてはアルキル基、アリール基、アラルキ
ル基、ハロゲン、アルコキシ基、ヒドロキシ基、ァミノ
基、置換アミノ基等が挙げられる。本発明で用いる上記
ピリジン類のなかでも第3級アミノピリジン類が好まし
い。このような化合物の具体例としては、4−アミノピ
リジン、4一メチルアミノピリジン、4一エチルアミノ
ピリジン、4−n一ブチルアミノピリジン、4−シクロ
ヘキシルアミノピリジン、4ーベンジルアミノピリジン
、4ージメチルアミノピリジン、4ージエチルアミノピ
リジン、4ージーn一ブチルアミノピリジン、4一(4
−ビリジル)アミノピリジン、4−フエニルアミノピリ
ジン、4−(4−メチルフエニル)アミノピリジン、4
一(1−ピロリジニル)ピリジン、4一(1−ピベリジ
ニル)ピリジン、4ーモルモリノピリジン、等が挙げら
れる。
上述した種々のピリジン類は単独でも、混合して用いて
もよい。
ピリジン類の使用量は、ルテニウム1グラム原子に対し
、ピリジン類のモル数として20〜50000、好まく
は50〜5000である。
反応溶媒としては、以下のようなものを使用することが
できる。例えば、ジェチルェーテル、アニソール、テト
ラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルェーテル
、ジオキサン等のエーテル類、アセトン、メチルエチル
ケトン、アセトフェノン等のケトン類、メタノール、エ
タノール、n−ブタ/ール、ベンジルアルコール、エチ
レングリコール、ジェチレングリコール等のアルコール
類、フェノール、贋換フェノール等のフェノール類、ギ
酸、酢酸、プロピオン酸、トルィル酸等のカルボン酸類
、酢酸メチル、酢酸nープチル、安息香酸ペンジル等の
ヱステル類、ベンゼン、トルェン、エチルベンゼン、テ
トラリン等の芳香族炭化水素、nーヘキサン、nーオク
タン、シクロヘキサン等の脂肪族あるいは脂環族炭化水
素、ジクロロメタン、トリクロロエタン、クロロベンゼ
ン等のハロゲン化炭化水素、ニトロメタン、ニトロベン
ゼン等のニトロ化合物、トリェチルアミン、トリーn−
ブチルアミン、ベンジルジメチルアミン、ピリジン、Q
ーピコリン、2−ヒドロキシピリジン、1−メチルィミ
ダゾール等の第3級アミン、N・N一ジメチルホルムア
ミド、N・N−ジメチルアセトアミド、ヘキサメチル燐
酸トリアミド、N−メチルピロリドン、N・N′ージメ
チルイミダゾリドン、N・N・N′・N′−テトラメチ
ル尿素等のアミド類、ジメチルスルホン、テトラメチレ
ンスルホン等のスルホソ類、ジメチルスルホキシド、ジ
フェニルスルホキシド等のスルホキシド類、yーブチロ
ラクトン、ご−カプロラクトン等のラクトン類、テトラ
グラィム、18−クラウン−6等のポリェーテル類、ア
セトントリル、ベンゾニトリル等のニトリル類、ジメチ
ルカーボネート、エチレンカーボネート等の炭酸ェステ
ル類である。又、本発明において反応促進剤として用い
るピリジン類を溶媒に用いることもできる。以上の溶媒
の中でも、非プロトン性極性溶媒、すなわち第三級アミ
ン類、アミト類、スルホン酸、スルホキシド類、ラクト
ン類、ポリヱーテル類、ニトリル類および炭酸ェステル
類の使用がとくに望ましい。以上のような溶媒を使用し
て、反応は均一系あるいは不均一懸濁系のいずれでも実
施可能である。反応温度としては100〜30000の
条件が採用されるが、より好ましい温度範囲は100〜
25000程度である。
反応圧力としては50k9/仇以上が採用されるが、通
常150〜600k9/仇程度で実施するのがより一般
的である。本法は、バッチ式、半連続式又は連続式で実
施することができる。反応により生成した含酸素化合物
のメタノ−ル、エタノール、エチレングリコール等は通
常の分離方法、たとえば蒸留により分離出来る。
さらにその蒸留残澄は、反応触媒液としてリサイクルす
ることが可能である。以下、本発明を実施例によって更
に詳細に説明するが本発明は必ずしも以下の実施例の内
容に限定されるものではない。
実施例 1 内容積35ccのハステロィC製オートクレープにドデ
カカルボニルトリルテニウムRu3(CO).20.0
33mmol、4ージメチルアミノピリジンの10mm
olおよびN・N′−ジメチルイミダゾリドン10の‘
を仕込み、さらに一酸化炭素と水素との等容混合ガスを
300k9/cあまで充填した。
オートクレープの温度を24000まで上げたときの圧
力の切期値は約470k9/めであった。そのまま水r
sの反応を継続した後、オートクレープを冷却し、内容
物*を取り出してガスクロマトグラフィ一によって分析
した結果、ターンオーバー数として79.5mo!/夕
−abm Ru.hrのメタノール、7.68hol/
ターatom Ru・hrのエチレングリコールが生成
していることが判明した。比較例 1 4ージメチルアミノピリジンを使用しなかったほかは、
実施例1と同様の反応物を仕込み、同様の操作を行った
結果は、ターンオーバー数として、9.4仇hol/夕
−atom Ru・hrのメタノールが生成し、エチレ
ングリコールの生成は検知されなかつた。実施例 2〜
7 4ージメチルアミノピリジンを使用する代りに、種々の
アミノピリジン類を10mmol使用する他は実施例1
と同様に反応を行った。
結果を表−1に示す。表 一1 実施例 8〜14 4−ジメチルアミノピリジン(4−DMAP)およびル
テニウム含有化合物を表−2で示す量使用した他は実施
例1と同様に反応を行った。
結果を表−2に示す。表 一 2 実施例 15〜23 実施例1においてRu3(CO),20.033mmo
lを用する代りに、表−3に示す触媒を使用し、反じ*
時間を水rsとする他は同機に反応を行なった結果を表
−3に示す。
3 1) PPN:ビス(トリフエニノ体、スフイン)イミ
ニウム・力チオン〔Ph P‐N−PPh 〕2)Ac
Ac:ァセチルァセトン
由3)Ph:フェニル基実施例 24〜33 溶媒として表−4に示す化合物を10w‘使用する他は
実施例1と同様な方法で反応を行った。
結果を表−4に示す。表一 4 1)4‐DMAP 7.5mmol 使用2)4一DM
APを溶媒として使用 実施例 34〜40 温度および圧力をかえた他は実施例1と同様に反応を行
った。
結果を表−5に示す。表 − 5 比較例 2〜8 実施例1において4−DMAPを10mmol使用する
代りに各種ピリジン類を表−6に示す量使用したが、比
較例3および8でメタノールがそれぞれ2.2および0
.4(mol/夕−a■m Ru・hr)生成した以外
は生成物は得られなかった。
表 − 6

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ルテニウムを含有する触媒の存在下に、一酸化炭素
    および水素を液相で反応させて含酸素化合物を製造する
    方法において、4位にアミノ基または置換アミノ基を有
    するピリジン類の存在下に反応を行うことを特徴とする
    含酸素化合物の製造法。
JP58038324A 1983-03-10 1983-03-10 含酸素化合物の製造法 Expired JPS6039657B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0334172Y2 (ja) * 1985-03-29 1991-07-19
JPH04104828U (ja) * 1991-02-13 1992-09-09 弘子 新谷 介助用具

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0334172Y2 (ja) * 1985-03-29 1991-07-19
JPH04104828U (ja) * 1991-02-13 1992-09-09 弘子 新谷 介助用具

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