JPS6180A - トリオキサン製造法 - Google Patents

トリオキサン製造法

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JPS6180A
JPS6180A JP59119610A JP11961084A JPS6180A JP S6180 A JPS6180 A JP S6180A JP 59119610 A JP59119610 A JP 59119610A JP 11961084 A JP11961084 A JP 11961084A JP S6180 A JPS6180 A JP S6180A
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JP
Japan
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acid
oxide
formaldehyde
trioxane
reaction
Prior art date
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Pending
Application number
JP59119610A
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English (en)
Inventor
Shigeo Kataoka
片岡 茂生
Tetsuo Tomita
富田 哲郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Original Assignee
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Gas Chemical Co Inc filed Critical Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Publication of JPS6180A publication Critical patent/JPS6180A/ja
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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

Landscapes

  • Heterocyclic Compounds That Contain Two Or More Ring Oxygen Atoms (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

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】 本発明は、ホルムアルデヒドを触媒の存在下に液相中で
加熱反応せしめてトリオキサンを製造する方法に関する
トリオキサンは、別名トリオキシメチレン、トリオキサ
シクロヘキサンとも呼ばれるホルムアルデヒドの環状三
量体で、アセタール樹脂の原料として工業的に多量に生
産されている、有用な化学物質である。
トリオキサンの製造法としては、これまでに数多くの方
法が提案されている。一般的には、ホルムアルデヒド水
溶液を酸触媒の存在下に加熱反応せしめ、生成するトリ
オキサンを水と共沸させ、留出するトリオキサン−水共
沸組成液から更に有機溶媒を用いて抽出分離する方法が
採用されて°おり、酸触媒としては各種の無機酸および
有機酸が知られている。
無機酸、例えば硫酸は、触媒活性が高く、工業的製法に
於ける触媒として使用されている。
しかし、酸触媒の存在下に於ける反応液相中でのホルム
アルデヒドからトリオキサンへの生成反応は、種々の平
衡素反応からなり、高濃度のトリオキサンを得るには、
原料のホルムアルデヒド水溶液は初期濃度を出来るだけ
高いものを用いることが望ましいが、硫酸触媒を用いる
方法では、反応器中でのホルムアルデヒド重合体のパラ
ホルムアルデヒドの沈澱析出を避けるため、原料のホル
ムアルデヒド水溶液の濃度を逆に60%以下に保つとか
、硫酸濃度を低く保つ必要があり、その結果トリオキサ
ンの生成速度が遅く、収率も低いという欠点がある。ま
た、トリオキサンの収率が低いことは、必然的に、硫酸
に対して耐腐食性のある高価な製造設備も大きくなる結
果となる。
次に、有機酸は、一般に触媒活性の点で無機酸より劣る
。例えば、特公昭37−11033号に示された方法は
、触媒活性は低いし、また非常に反応性に冨むホルムア
ルデヒドと有機酸との副次反応が起き易く好ましい方法
ではない。
また、固体酸触媒を用いる方法は、ホルムアルデヒドガ
スからトリオキサンを連続的に製造する方法であるが、
重合性に冨むホルムアルデヒドガスを大容量循環させる
必要があり、副生物が非常に多く生成するし、また設備
の面でも工業的に実施するには問題がある。
本発明者らは、ホルムアルデヒドを出発原料とするトリ
オキサンの製造法について、かかる問題を鋭意検討した
結果、本発明を完成するに至った・ すなわち、本発明は、触媒として、(a)モリブデンま
たはタングステンの酸素酸もしくは酸化物またはそれら
の官能誘導体(以下触媒成分子a)と記す)と、(b)
リン、クロムまたはケイ素の酸素酸もしくは酸化物また
はそれらの官能誘導体(以下触媒成分(b)と記す)と
を用いることを特徴とする新規なトリオキサン製造法で
ある。
この新規なトリオキサン製造方法は、驚くべきことに、
トリオキサン生成の触媒活性は極めて高り、かつ60%
以上の高濃度ホルムアルデヒド水溶液でも反応は可能で
あり、また副次反応生成物もほとんど無いという極めて
工業的に有意義な方法である。
すなわち、ホルムアルデヒド水溶液にトリオキサン生成
触媒としてこれら触媒成分子atまたは触媒成分(b)
をそれぞれ単独に用いても、トリオキサンの生成はほと
んど認められないか、またば僅かであり、満足すべき結
果は得られないが、驚くべきことに、両者を併用した場
合には触媒活性は極めて高くなり、かつ副次反応もほと
んど無い。
更に驚くべきことには、従来の酸触媒、例えば硫酸を使
用する方法の場合、60%以上の高濃度のホルムアルデ
ヒド水溶液を用いたり、触媒濃度を高めると、パラホル
ムアルデヒドが装置の壁面に析出したり、装置中で反応
液のゲル化が起こったりして、工業的に実施することは
困難であフたが、本発明方法では、60%以上のホルム
アルデヒド水溶液は無給のこと、パラホルムアルデヒド
等のホルムアルデヒド重合体も反応に供することが出来
るし、また触媒濃度を高めても支障なくトリオキサンを
製造することが出来る。また硫酸触媒を使用する方法で
は製造設備に高級な耐腐食性の材質を使用する必要があ
ったが、本発明の触媒を使用するかぎりかかる問題は無
い。また触媒活性が高いことから反応装置をコンパクト
にすることができ、装置に要する費用を大幅に低減する
ことが出来る。
さらに高濃度のトリオキサンが得られることから、反応
、分離、精製工程でのエネルギー消費も著しく節減する
ことが出来る。
本発明で使用する触媒成分(a)および(b)は、具体
的に例示すれば、次の如くであるが、本発明において官
能誘導体とは、酸素酸または酸化物の水酸基または酸素
原子を他の原子団で置換したときに生じる化冶物を意味
する。
モリブデンについては、酸素酸は、モリブデン酸類であ
り、オルトモリブデン酸、メタモリブデン酸、パラモリ
ブデン酸およびこれらの水和物であり、酸化物とは、酸
化モリブデン類であって、三二酸化モリブデン、三酸化
モリブデン、二酸化モリブデン、三二酸化モリブデン等
であり、官能誘導体とは、三塩化−酸化モリブデン、二
塩化二酸化モリブデン、四塩化−酸化モリブデン、三臭
化二酸化モリブデン、ニフツ化二酸化モリブデン、五塩
化三二酸化モリブデン等の酸ハロゲン化物、モリブデン
酸水素ナトリウム、モリブデン酸水素カリウム等の酸性
塩等である。中でも、モリブデン酸類および酸化モリブ
デン類が特に好ましい。
タングステンについては、酸素酸はタングステン酸類で
あってオルトタングステン酸、メタタングステン酸およ
びこれらの水和物であり、酸化物とは、酸化タングステ
ン類であって、二酸化タングステン、三二酸化タングス
テン、三酸化タングステン等であり、官能誘導体とは、
四臭化−酸化タングステン、四塩化−酸化タングステン
、四フフ化−酸化タングステン、三臭化二酸化タングス
テン、二塩化二酸化タングステン、ニフツ化二酸化タン
グステン等の酸ハロゲン化物である。中でも、タングス
テン酸類および酸化タングステン類が特に好ましい。
リン、クロムおよびケイ素については、酸素酸はリン酸
類、クロム酸類およびケイ酸類であってオルトリン酸、
ピロリン酸、モノ過リン酸、ジ過リン酸、メタリン酸、
ピロ亜リン酸、オルト亜リン酸、次リン酸、クロム酸、
重クロム酸、オルトケイ酸、メタケイ酸、メソ三ケイ酸
、メソ三ケイ酸、メソ四ケイ酸およびこれらの水和物で
あり、酸化物とは、酸化リン類、酸化クロム類および酸
化ケイ素類であって、四三酸化リン、三二酸化リン、水
門酸化リン、十四酸化リン、−酸化クロム、三二酸化ク
ロム、二酸化クロム、三酸化クロム、−酸化ケイ素、二
酸化ケイ素等であり、これらの官能誘導体とは、三臭化
−酸化リン、−塩化三臭化−酸化リン、二塩化−臭化−
酸化リン、三塩化−酸化リン、−フッ化二塩化−酸化リ
ン、ニフツ化−塩化−酸化リン、三フッ化−酸化リン、
四フッ化−酸化クロム、六塩化−酸化二ケイ素、六フッ
化−酸化ニケイ素、モノフルオロリン酸、モノフルオロ
亜リン酸、ジフルオロリン酸等の酸ハロゲン化物、−ア
ミドリン酸、ニアミドリン酸、リン酸二水素ナトリウム
、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リ
ン酸水素二カリウム、リン酸二水素アンモニウム、リン
酸水素ニアンモニウム等の酸性塩である。
本発明に於いて、触媒成分ta+と触媒成分(blとの
使用比率は、特に限定することなく、幅広く設定するこ
とが可能であるが、モリブデンおよび/またはタングス
テンとリン、クロムおよび/またはケイ素との原子比と
して、0.5〜20:1が適当であり、好ましくは0.
5〜10:1である。一方、触媒成分の使用量も特に限
定されるものではなく、また、反応液中のホルムアルデ
ヒド濃度にもよるが、一般には、固体ホルムアルデヒド
またはホルムアルデヒド溶液もしくは分散液100重量
部に対し合計量として1〜700重量部が適当であり、
好ましくは5〜100重量部、特に好ましくは10〜5
0重量部である。
反応系への触媒成分の添加は、各々別々に添加する形の
他、予め触媒成分を混合してから添加する形も採用しう
る。
本発明は、固体状の触媒と固体状の、例えば実質的に無
水のパラホルムアルデヒドとを使用しても、加熱)−る
ことにより、均一な液状を呈するので、液相で実施する
ことが出来るが、反応効率を向上させるためには、ホル
ムアルデヒドを溶解または分散させた液相系で実施する
のが好ましい。用いられる溶媒は、原料ホルムアルデヒ
ドを溶解または分散させて反応を円滑に進行させるもの
であれば良く、更に好ましくはトリオキサンの分離精製
を容易にする溶媒である。
しかして、本発明で使用される溶媒は、水、アルコール
、エステル、エポキシ、炭化水素類であり、更に具体的
には、水、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルセ
ロソルブ、ブチルセロソルブ、グリコール、ポリエチレ
ングリコール、ポリプロピレングリコール、ジエチレン
グリコールブチルエーテル、ブタンジオール、流動パラ
フィン、ブチルエーテル、エチレングリコールジブチル
エーテル、2.3−エポキシ−1−プロパツール等であ
り、特に好ましい溶媒は水である。
このように原料ホルムアルデヒドは、溶媒に溶解又は分
散させたもの及び固体状のホルムアルデヒドの何れも使
用可能であり、その濃度も特に限定されることなく、幅
広く採用することが出来るが、20〜100重量%が適
当であり、好ましくは30〜98重量%、特に好ましく
は35〜95重量%である。
本発明において、反応条件、すなわち、反応温度、反応
圧力、反応時間等は、ホルムアルデヒド濃度、触媒使用
量等により異なり、−概には決められないが、反応温度
は、触媒活性を向上させ、かつ精製したトリオキサンの
分離、例えば蒸留分離を容易に行うためには、50〜1
50℃、好ましくは80〜130℃が適当であり、反応
圧力は、減圧、常圧、加圧の何れでも実施できるが、操
作上常圧が好ましい。また反応時間は、5分〜20時間
の間で選択するのが適当である。
以下実施例、比較例、参考例及び比較参考例により、本
発明を更に詳細に説明する。
実施例1 攪拌機、温度計およびウィツトマー分留管をつけた10
0m1容量の反応フラスコに、60重量%ホルムアルデ
ヒド水溶液80gr、オルトモリブデン酸22.6gr
およ2びオルトリン酸1.14grを仕込み、反応系を
100〜102℃に保ち、攪拌下に反応を行わせた。そ
の結果、ウィツトマー分留管を通して留出液化する液中
のトリオキサン濃度は34.1重量%であった。
実施例2〜10 原料ホルムアルデヒド水溶液濃度、触媒の量比、触媒の
種類を種々変え、その他は実施例1と同様に実施した。
その結果を実施例1の結果と共に第1表に記した。なお
表中、比率、原料濃度および留出濃度は各々、モリブデ
ンまたはタングステンとリン、クロムまたはケイ素との
原子比、原料ホルムアルデヒド水溶液のホルムアルデヒ
ド濃度および留出液中のトリオキサン濃度を意味する。
第1表 実施例11 60重量%ホルムアルデヒド水溶液を使用する代わりに
、パラホルムアルデヒドの60重量%水分散液を使用し
た他は実施例1と全く同様に行った。
その結果、留出液中のトリオキサン濃度は33.8重量
%であった。
実施例12 攪拌機、温度計およびウィツトマー分留管をつけた10
0m1容量の反応フラスコに、60重量%ホルムアルデ
ヒド水溶液80gr、オルトモリブデン酸22.6gr
およびオルトリン酸1.14grを仕込み、反応系を1
01〜102℃に保ち、ウィツトマー分留管を通して留
出液に見合う量のホルムアルデヒド水溶液を添加して、
連続的に反応を行った。
その結果、2時間後の留出液中のトリオキサン濃度は3
3.6重量%であった。
比較例1 触媒を硫酸2. Ogr (0,08gr)に代えた他
は実施例1と全く同様に行ったところ、留出液中のトリ
オキサン濃度は13.4重量%であった。
また反応系で一部パラホルムアルデヒドの析−出が認め
られた。
比較例2 原料ホルムアルデヒド水溶液の濃度を65重量%とした
他は比較例1と同様に行ったところ反応液はゲル化して
しまった。
比較例3〜7 オルトモリブデン酸24. Ogr、オルトタングステ
ン酸24.Ogr、オルトリン酸1.6gr、オルトケ
イ酸19.2 grおよび一酸化クロム19.2 gr
を各々単独で用いた他は実施例1と同様に行ったところ
、留出液中のトリオキサン濃度はオルトタングステン酸
単独の場合は11.8重量%、オルトリン酸単独の場合
は10.9重量%であり、その他の場合は0重量%であ
って、トリオキサンは全く生成していなかった。
参考例1および比較参考例1 60重量%ホルムアルデヒド水溶液20gr、オルトモ
リブデン酸5.58rおよびオルトリン酸0.3grを
耐圧ガラス管中に試験片5US304と共に入れ、98
゛Cで24B間保持したが、試験片の重量変化はなく、
また表面の腐蝕も認められなかった。
一方オルトモリブデン酸およびオルトリン酸の代わりに
硫酸0.4grを入れて同様に行ったところ、試験片表
面に腐蝕が認められた。
特許出願人  三菱瓦斯化学株式会社 代表者  長野 和吉

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ホルムアルデヒドを液相中で加熱反応せしめてトリオキ
    サンを製造するに際して、触媒として、(a)モリブデ
    ンまたはタングステンの酸素酸もしくは酸化物またはそ
    れらの官能誘導体と、(b)リン、クロムまたはケイ素
    の酸素酸もしくは酸化物またはそれらの官能誘導体とを
    用いることを特徴とするトリオキサン製造法。
JP59119610A 1984-06-11 1984-06-11 トリオキサン製造法 Pending JPS6180A (ja)

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ID=14765671

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JP (1) JPS6180A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6184263B1 (en) 1996-08-29 2001-02-06 Xerox Corporation Blends containing photosensitive high performance aromatic ether curable polymers

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6184263B1 (en) 1996-08-29 2001-02-06 Xerox Corporation Blends containing photosensitive high performance aromatic ether curable polymers

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