JPS62195374A - Production of lactone or such - Google Patents

Production of lactone or such

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JPS62195374A
JPS62195374A JP61037133A JP3713386A JPS62195374A JP S62195374 A JPS62195374 A JP S62195374A JP 61037133 A JP61037133 A JP 61037133A JP 3713386 A JP3713386 A JP 3713386A JP S62195374 A JPS62195374 A JP S62195374A
Authority
JP
Japan
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catalyst
reaction
ruthenium
chloride
dicarboxylic acid
Prior art date
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Pending
Application number
JP61037133A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirosuke Wada
和田 啓輔
Yukio Kasori
加曽利 行雄
Kenji Shima
志摩 賢二
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 Kasei Corp
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Kasei Corp filed Critical Mitsubishi Kasei Corp
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Publication of JPS62195374A publication Critical patent/JPS62195374A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

PURPOSE:In obtaining a lactone by hydrogenating a dicarboxylic acid, an acid anhydride, an ester, etc., thereof, a Ru catalyst, an organic phosphine and an alkaline (earth) metallic chloride, ammonium chloride, etc., as an additional promoter are present. CONSTITUTION:In obtaining a lactone by hydrogenating a dicarboxylic acid (preferably 4C), an acid anhydride and/or an ester thereof in the presence of a Ru catalyst and an organic phosphine (e.g., tri-n-butylphosphine), 0.5-20mol based on 1mol Ru in the catalyst of a compound selected from an alkaline (earth) metallic chloride and ammonium chloride is present to carry out the reaction. EFFECT:Catalytic activity is increased, a catalytic life is extremely prolonged and reaction can be advanced under a mold condition.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ジカルボン酸、ジカルボン酸無水物、及び/
又はジカルボン酸エステルを水素化するラクトン類の製
造法に関するものである。
Detailed Description of the Invention (Industrial Field of Application) The present invention relates to dicarboxylic acids, dicarboxylic anhydrides, and/or dicarboxylic acid anhydrides.
Alternatively, the present invention relates to a method for producing lactones by hydrogenating dicarboxylic acid esters.

(従来の技術) 従来、ジカルボン酸、ジカルボン酸無水物、及び/又は
ジカルボン酸エステルを水素化してラクトン類を製造す
るためには幾つかの方法が知られている。すなわち、ニ
ッケル系触媒(例えば特公昭43−6947号公報)、
コバルト系触媒(例えば特開昭51−95057号公報
)、銅−クロム系触媒(例えば特公昭38−20119
号公報)、及び銅−亜鉛系触媒(例えば特公昭42−1
4463号公報)を使用して、固定床あるいは液相懸濁
相等の水素化反応方式によりラクトン類を製造する方法
については多数の提案がなされている。一方、均−系の
ルテニウム触媒を使用して上記の水素化反応を行うラク
トン類の製造法も知られており、例えば米国特許第3,
957,827号明細書には、(RuXn (PRI 
R2R3)xLy)型の触媒を使用して4O−400p
si  の条件で水素化反応を行うことが記載され、ま
た、米国特許第4.485.246号明細書には、同様
の触媒による水素化反応を有機アミンの存在下に行うこ
とが記載されている。
(Prior Art) Conventionally, several methods are known for hydrogenating dicarboxylic acids, dicarboxylic acid anhydrides, and/or dicarboxylic acid esters to produce lactones. That is, nickel-based catalysts (for example, Japanese Patent Publication No. 43-6947),
Cobalt-based catalysts (e.g., JP-A-51-95057), copper-chromium-based catalysts (e.g., JP-A-38-20119)
(Japanese Patent Publication No. 42-1), and copper-zinc catalysts (for example, Japanese Patent Publication No. 42-1
A number of proposals have been made regarding methods for producing lactones by a hydrogenation reaction method such as a fixed bed or a liquid phase suspension phase using the method (Japanese Patent Publication No. 4463). On the other hand, there are also known methods for producing lactones in which the above hydrogenation reaction is carried out using a homogeneous ruthenium catalyst; for example, U.S. Pat.
In the specification of No. 957,827, (RuXn (PRI
4O-400p using a catalyst of type R2R3)xLy)
It is described that the hydrogenation reaction is carried out under si conditions, and US Pat. No. 4,485,246 describes that the hydrogenation reaction is carried out using a similar catalyst in the presence of an organic amine. There is.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記のようなニッケル系触媒、コバルト
系触媒、銅−クロム系触媒及び銅−亜鉛系触媒等を使用
する従来の方法には、全てが数十気圧以上の苛酷な条件
の採用は避けられない、という問題点があった。一方、
上記の均一系のルテニウム触媒を使用する従来の方法に
は、比較的温和な条件下で水素化反応が進行するという
特徴のある半面、触媒活性はやや低水準にあるばかりか
、触媒寿命は著しく短い、という致命的な問題点があっ
た。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the conventional methods using nickel-based catalysts, cobalt-based catalysts, copper-chromium-based catalysts, copper-zinc-based catalysts, etc. as described above, all of them require tens of atmospheric pressures. There was a problem in that the adoption of the above harsh conditions was unavoidable. on the other hand,
The conventional method using the homogeneous ruthenium catalyst described above has the characteristic that the hydrogenation reaction proceeds under relatively mild conditions, but the catalyst activity is at a rather low level and the catalyst life is significantly shortened. It had the fatal problem of being short.

本発明は、上記の従来の問題点をすべて解決して、ジカ
ルボン酸、ジカルボン酸無水物、及び/又はジカルボン
酸エステルを従来になく工業的有利に水素化しうるラク
トン類の製造法の提供を目的とする。
The present invention aims to solve all of the above-mentioned conventional problems and to provide a method for producing lactones that can hydrogenate dicarboxylic acids, dicarboxylic acid anhydrides, and/or dicarboxylic acid esters with unprecedented industrial advantage. shall be.

(問題点を解決するための手段) 本発明者らは、かかる目的を達成すべく鋭意検討した結
果、ルテニウム触媒に特定のハロゲン化合物を組み合せ
ると、水素化触媒活性が増加するばかりでなく、触媒の
寿命が大幅に延長される事実を初めて見いだし、本発明
に到達したものである。すなわち、本発明は、ルテニウ
ム触媒及び有機ホスフィンの存在下、ジカルボン酸、ジ
カルボン酸無水物、及び/又はジカルボン酸エステルを
水素化してラクトン類を製造する方法において、付加的
な促進剤としてのアルカリ金属塩化物、アルカリ土類金
属塩化物及びアンモニウム塩化物からなる群から選ばれ
る化合物の存在下に水素化反応を行うことを特徴とする
ラクトン類の製造法を要°旨とするものである。
(Means for Solving the Problems) As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors found that combining a specific halogen compound with a ruthenium catalyst not only increases the hydrogenation catalyst activity, but also The present invention was achieved by discovering for the first time that the life of a catalyst can be significantly extended. That is, the present invention provides a method for producing lactones by hydrogenating dicarboxylic acids, dicarboxylic acid anhydrides, and/or dicarboxylic acid esters in the presence of a ruthenium catalyst and an organic phosphine, in which an alkali metal as an additional promoter is used. The gist of the present invention is a method for producing lactones, which is characterized by carrying out a hydrogenation reaction in the presence of a compound selected from the group consisting of chlorides, alkaline earth metal chlorides, and ammonium chlorides.

本発明の製造法で原料とするジカルボン酸、ジカルボン
酸無水物、ジカルボン酸エステルは、炭素数が3〜7の
飽和又は不飽和のジカルボン酸誘導体であって、エステ
ルとしてはアルキルエステルが好ましく、とくにカルボ
ン酸骨格としては炭素数4の誘導体が好ましい。具体的
には例えば、フマール酸、コハク酸、無水マレイン酸、
無水コハク酸、マレイン酸ジメチル、フマール酸ジエチ
ル、コハク酸”1−n−ブチル等が挙げられる。
The dicarboxylic acids, dicarboxylic anhydrides, and dicarboxylic esters used as raw materials in the production method of the present invention are saturated or unsaturated dicarboxylic acid derivatives having 3 to 7 carbon atoms, and the esters are preferably alkyl esters, particularly As the carboxylic acid skeleton, a derivative having 4 carbon atoms is preferable. Specifically, for example, fumaric acid, succinic acid, maleic anhydride,
Examples include succinic anhydride, dimethyl maleate, diethyl fumarate, and 1-n-butyl succinate.

本発明の方法における主触媒はルテニウム触媒である。The main catalyst in the method of the invention is a ruthenium catalyst.

ルテニウム触媒としては、金属ルテニウム及びルテニウ
ム化合物のいずれもが使用可能である。この場合のルテ
ニウム化合物としては、ルテニウムの酸化物、水酸化物
、無機酸塩、有機酸塩あるいは錯化合物等が使用され、
具体的には例えば、二酸化ルテニウム、四酸化ルテニウ
ム、三水酸化ルテニウム、塩化ルテニウム、臭化ルテニ
ウム、ヨウ化ルテニウム、硝酸ルテニウム、酢酸ルテニ
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、ペンタカルボニルルテニウム、シ
クロペンタジェニルジカルボニルルテニウム、シフロモ
トリカルボニルルテニウム、クロロトリス() IJフ
ェニルホスフィン)ヒドリドルテニウム、ビス(トリー
n−ブチルホスフィン)トリカルボニルルテニウム、ト
テヵヵルボニルトリルテニウム、テトラヒドリドデカカ
ルボニルテトラルテニウム、オクタデカカルボニルへキ
サルテニウム酸ジセシウム、つ/テヵカルボニルヒドリ
ドトリルテニウム酸テトラフェニルホスホニウム等が挙
ケラレル。
As the ruthenium catalyst, both metal ruthenium and ruthenium compounds can be used. As the ruthenium compound in this case, ruthenium oxides, hydroxides, inorganic acid salts, organic acid salts, complex compounds, etc. are used.
Specifically, for example, ruthenium dioxide, ruthenium tetroxide, ruthenium trihydroxide, ruthenium chloride, ruthenium bromide, ruthenium iodide, ruthenium nitrate, ruthenium acetate, tris(acetylacetone)ruthenium, sodium hexachlororuthenate, tetracarbonylruthenic acid. Dipotassium, pentacarbonylruthenium, cyclopentadienyldicarbonylruthenium, cyfuromotricarbonylruthenium, chlorotris() IJ phenylphosphine)hydridoruthenium, bis(tri-n-butylphosphine)tricarbonylruthenium, totecacarbonyltriruthenium, tetrahydride Examples include decacarbonyltetraruthenium, dicesium octadecacarbonylhexarthenate, and tetraphenylphosphonium tecacarbonylhydridotriruthenate.

これらの金属ルテニウム及びルテニウム化合物の使用量
は、反応液中の濃度が反応溶液1リツトル中のルテニウ
ムとして0.0001〜100モル、好ましくは0.0
01〜10モルとなる量である。
The amount of these metal ruthenium and ruthenium compounds to be used is such that the concentration in the reaction solution is 0.0001 to 100 moles of ruthenium per liter of the reaction solution, preferably 0.0
The amount is 0.01 to 10 moles.

本発明の方法においては、ルテニウム触媒とともに有機
ホスフィ/の使用が必要であって、このものは主触媒で
あるルテニウムの電子状態を制御したり、促進剤として
の塩素の形態を安定化するのに寄与するものと考えられ
る。かかる有機ホスフィンの具体例としては、トリーn
−ブチルホスフィン、ジメチル−n−オクチルホスフィ
ン等のトリアルキルホスフィン類、トリシクロヘキシル
ホスフィン等のトリシクロアルキルホスフィン類、トリ
フェニルホスフィン等のトリアリールホスフィン類、ジ
メチルフェニルホスフィン等のアルキルアリールホスフ
ィン類、1,2−ビス(ジフェニルホス七))エタy等
の多官能性ホスフィン類等が挙げられる。
The method of the present invention requires the use of an organic phosphide in conjunction with the ruthenium catalyst, which controls the electronic state of the main catalyst ruthenium and stabilizes the form of chlorine as a promoter. It is thought that this contributes. Specific examples of such organic phosphines include tree n
- trialkylphosphines such as butylphosphine and dimethyl-n-octylphosphine, tricycloalkylphosphines such as tricyclohexylphosphine, triarylphosphines such as triphenylphosphine, alkylarylphosphine such as dimethylphenylphosphine, 1, Examples include polyfunctional phosphines such as 2-bis(diphenylphos-7))etay.

これらの有機ホスフィンの使用量は、主触媒のルテニウ
ム1モルKltして、0.1〜1000モル、好ましく
は1〜100モルの範囲である。また、これらの有機ホ
スフィンは、それ自体単独で又はルテニウム触媒との複
合体の形で、反応系に供給することが可能である。
The amount of these organic phosphines used is in the range of 0.1 to 1000 mol, preferably 1 to 100 mol, based on 1 mol Klt of ruthenium as the main catalyst. Further, these organic phosphines can be supplied to the reaction system either alone or in the form of a complex with a ruthenium catalyst.

(作用) 本発明の方法は、ジカルボン酸、ジカルボン酸無水物、
及び/又はジカルボン酸エステルの水素化反応主触媒の
ルテニウム触媒に対する付加的な促進剤としてアルカリ
金属塩化物、アルカリ土類金属塩化物及びアンモニウム
塩化物から選ばれる化合物を用いることによって、該主
触媒の長所を生かして比較的温和な条件下で水素化反応
を進行させることができる他、とくに水素化触媒活性の
向上及び寿命の大幅な延長をもたらす点に特徴を有する
ものである。かかる付加的促進剤となる上記塩化物の具
体例としては、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カ
リウム、塩化ルビジウム、塩化セシウム、塩化アンモニ
ウム、塩化テトラエチルアンモニウム。
(Function) The method of the present invention comprises dicarboxylic acid, dicarboxylic acid anhydride,
and/or by using a compound selected from alkali metal chlorides, alkaline earth metal chlorides, and ammonium chlorides as an additional promoter for the ruthenium catalyst that is the main catalyst for the hydrogenation reaction of dicarboxylic acid esters. In addition to being able to proceed with the hydrogenation reaction under relatively mild conditions by taking advantage of its advantages, it is particularly characterized in that it improves the hydrogenation catalyst activity and significantly extends its life. Specific examples of the above-mentioned chlorides that serve as such additional promoters include lithium chloride, sodium chloride, potassium chloride, rubidium chloride, cesium chloride, ammonium chloride, and tetraethylammonium chloride.

塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化ストロンチウ
ム、塩化バリウム等が挙げられる。また、これら塩化物
の使用量は、主触媒中のルテニウム1モルあたり0.0
1〜1,000モル、好ましくは0.1〜100モル、
さらに好ましくは0.5〜20モルの範囲である。
Examples include magnesium chloride, calcium chloride, strontium chloride, barium chloride, and the like. The amount of these chlorides used is 0.0 per mole of ruthenium in the main catalyst.
1 to 1,000 mol, preferably 0.1 to 100 mol,
More preferably, it is in the range of 0.5 to 20 mol.

本発明の方法は、溶媒の不存在下に、すなわち反応原料
そのものを溶媒として実施することもできるが、反応原
料以外の溶媒を使用することもできる。このような溶媒
としては例えば、ジエチルエーテル、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エーテル
、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2エノン等のケトン類、メタノール、エ
タノール、n−ブタノール、ベンジルアルコール、フェ
ノール、エチレンクリコール、ジエチレングリコール等
のアルコール類、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、トルイル
酸等のカルボン酸類、酢酸メチル、酢酸n−ブチル、安
息香酸ベンジル等のエステル類、ベンゼン、トルエン、
エチルベンゼン、テトラリン等ノ芳香族炭化水素、n−
ヘキサン、n−オクタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭
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、N、N−ジメチルボルムア
ミド、N、N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロ
リドン等のカルボン酸アミド、ヘキサメチルリン酸トリ
アミド、N、 N、N’、N’−テトラエチルスルファ
ミド等のその他のアミド類、N、N’−ジメチルイミダ
ゾリトン、N、N。
The method of the present invention can be carried out in the absence of a solvent, that is, using the reaction raw material itself as a solvent, but it is also possible to use a solvent other than the reaction raw material. Examples of such solvents include ethers such as diethyl ether, anisole, tetrahydrofuran, ethylene glycol dimethyl ether, and dioxane, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and aceto 2-enone, methanol, ethanol, n-butanol, benzyl alcohol, phenol, Alcohols such as ethylene glycol and diethylene glycol, carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, and toluic acid, esters such as methyl acetate, n-butyl acetate, and benzyl benzoate, benzene, toluene,
Aromatic hydrocarbons such as ethylbenzene and tetralin, n-
Aliphatic hydrocarbons such as hexane, n-octane, and cyclohexane; halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, trichloroethane, and chlorobenzene; nitro compounds such as nitromethane and nitrobenzene; N,N-dimethylborumamide; N,N-dimethylacetamide; -Carboxylic acid amides such as methylpyrrolidone, hexamethylphosphoric acid triamide, other amides such as N,N,N',N'-tetraethylsulfamide, N,N'-dimethylimidazolitone, N,N.

N、 N−テトラメチル尿素等の尿素類、ジメチルスル
ホン、テトラメチレンスルホン等のスルホ/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、γ−ブチロラクトン、−一カプロラクトン等の
ラクトン類、テトラグライム、18−クラウン−6等の
ポリエーテル類、アセトニトリル、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
ート等の炭酸エステル類等である。
Ureas such as N, N-tetramethylurea, sulfo compounds such as dimethylsulfone and tetramethylenesulfone, sulfoxides such as dimethylsulfoxide and diphenylsulfoxide, lactones such as γ-butyrolactone and -monocaprolactone, tetraglyme, 18 - Polyethers such as Crown-6, nitriles such as acetonitrile and benzonitrile, and carbonic acid esters such as dimethyl carbonate and ethylene carbonate.

本発明の方法に、よシ水素化反応を行うためには、反応
容器に反応原料と触媒成分並びに所望によシ溶媒を装入
し、これに水素を導入すればよい。水素は、窒素や二酸
化炭素等の反応に不活性なガスで希釈されたものであっ
てもよい。
In order to carry out the hydrogenation reaction in the method of the present invention, it is sufficient to charge a reaction material, a catalyst component, and, if desired, a solvent into a reaction vessel, and then introduce hydrogen into the reaction vessel. Hydrogen may be diluted with a gas inert to the reaction, such as nitrogen or carbon dioxide.

反応温度は、通常50〜250℃、好ましくは100〜
200℃である。反応系内の水素分圧は、通常0.1〜
100 kgfaA、好ましくは1〜10に9/cIA
である。もちろん、さらに低い圧力又は高い圧力下で実
施することも不可能ではないが、工業的に有利ではない
The reaction temperature is usually 50 to 250°C, preferably 100 to 250°C.
The temperature is 200°C. The hydrogen partial pressure in the reaction system is usually 0.1 to
100 kgfaA, preferably 1-10 to 9/cIA
It is. Of course, it is not impossible to carry out the process under lower or higher pressures, but it is not industrially advantageous.

反応は、回分方式および連続方式のいずれで実施するこ
ともできる。回分方式の場合の所要反応時間は通常1〜
20 hrsである。
The reaction can be carried out either batchwise or continuously. In the case of batch method, the required reaction time is usually 1~
It is 20 hours.

反応生成液からは、蒸留、抽出等の通常の分離精製手段
によシ、目的物であるラクトン類を回収することができ
る。また、蒸留残渣は、触媒成分として反応系に循環す
ることができる。
The desired lactones can be recovered from the reaction product liquid by conventional separation and purification means such as distillation and extraction. Further, the distillation residue can be recycled to the reaction system as a catalyst component.

(実施例) 次に本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本
発明は、その要旨を超えない限り、これらの実施例に限
定されるものではない。
(Examples) Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples unless the gist thereof is exceeded.

実施例1 気泡塔式ガラス製反応器に三塩化ルテニウム0.052
05’(Ru:O12mmoJ)、トリフェニルホスフ
ィ70.5249 (ZOmmOJ ) 、塩化リチウ
ム0、08702(ZOmmoJ)、テトラグライム2
0nBB、及び反応原料として無水コハク酸20. O
f(zoomrno#)を仕込み、常圧、水素ガスを1
oNTP−1/brで導入しながら、170℃に加熱し
反応させた。反応原料は反応による消費や蒸発によシ減
少するので、一定時間毎に補給し、反応系中の無水コハ
ク酸量を150mmoJ前後に保った。塩素イオンも散
逸が起こるので塩化リチウムを適宜追加し、Ru1モル
に対し2モル量以上存在するようにした。γ−ブチロラ
クトン(以下、「GBL」と略記する。)の生成速度は
、初期は20mmoJ/hrで、漸次低下し、10時間
後、14.4 m mob/hrの定常値に達シタ。
Example 1 Ruthenium trichloride 0.052 in a bubble column glass reactor
05' (Ru:O12mmoJ), triphenylphosphine 70.5249 (ZOmmOJ), lithium chloride 0, 08702 (ZOmmoJ), tetraglyme 2
0nBB, and succinic anhydride 20.0nBB as a reaction raw material. O
f (zoomrno#) and hydrogen gas at normal pressure.
While introducing oNTP-1/br, the mixture was heated to 170°C and reacted. Since the reaction raw material decreases due to consumption and evaporation during the reaction, it was replenished at regular intervals to maintain the amount of succinic anhydride in the reaction system at around 150 mmoJ. Since chlorine ions also dissipate, lithium chloride was added as appropriate so that it was present in an amount of 2 moles or more per 1 mole of Ru. The production rate of γ-butyrolactone (hereinafter abbreviated as "GBL") was initially 20 mmoJ/hr, gradually decreased, and reached a steady value of 14.4 mmoJ/hr after 10 hours.

比較例1 は20mmo4/hrと高いが、塩素イオンの散逸に従
ってルテニウム触媒は急速に劣化し、10時間以後、G
BL生成速度はs、 3 m mad/hrと著しく低
下した。
Comparative Example 1 has a high rate of 20 mmo4/hr, but the ruthenium catalyst deteriorates rapidly as chlorine ions dissipate, and after 10 hours, the G
The BL production rate was significantly reduced to 3 mmad/hr.

上記実施例1と比較例1の結果から、連続反応の場合、
本発明の方法は、ルテニウム触媒の劣化が極めて少なく
、GBL生成速度は高い定常値に達する点で、従来の塩
素イオンを補給しない方法に比べ、格段に優れているこ
とが判る。
From the results of Example 1 and Comparative Example 1 above, in the case of continuous reaction,
It can be seen that the method of the present invention is significantly superior to the conventional method of not replenishing chlorine ions in that the deterioration of the ruthenium catalyst is extremely small and the GBL production rate reaches a high steady-state value.

実施例2 気泡塔式ガラス製反応器にRu2(O□CC2H4C0
2)2 (P−Ph3)4o、148 t (Ru :
 o、2m rnoe )、トリフェニルホスフィン0
.262 ? (1,0m mad )、塩化リチウム
O,o 17 Of (0,4m mol )、反応原
料の無水コハク酸10.(1(100mmoJ)及びテ
トラグライム10m!を仕込み、常圧、水素ガスを5N
TP−g/hrで導入しながら、170℃で2時間反応
させた。反応器中及び留出物中に合計34.1mmoJ
のGBLが生成した。
Example 2 Ru2(O□CC2H4C0
2) 2 (P-Ph3)4o, 148t (Ru:
o, 2 m rnoe ), triphenylphosphine 0
.. 262? (1,0 m mad ), lithium chloride O,o 17 Of (0,4 mmol), succinic anhydride 10. (1 (100mmoJ) and 10m of tetraglyme!, under normal pressure, hydrogen gas at 5N)
The reaction was carried out at 170° C. for 2 hours while introducing at a rate of TP-g/hr. A total of 34.1 mmoJ in the reactor and distillate
GBL was generated.

比較例2 実施例2と同じ実験を、塩化リチウムを添加せずに行っ
たところ、GBL生成量は、14.0mm071と著し
く低下した。
Comparative Example 2 When the same experiment as in Example 2 was conducted without adding lithium chloride, the amount of GBL produced was significantly reduced to 14.0 mm071.

しかも、かかる比較例2でのGBL生成速度は、前記比
較例1でのGBL生成速度と同程度であるから、RuC
J3をルテニウム触媒として用いた比較例1の場合にお
いても、定常状態では該ルテニウム触媒はCIの付加し
ない比較例2で用いたようなコハク酸の配位した錯体に
なっているものと推定された。事実、このことは、その
後、定常状態での錯体を単離し、IR,NMRなどを用
いる方法によって確認された。
Moreover, since the GBL generation rate in Comparative Example 2 is comparable to the GBL generation rate in Comparative Example 1, RuC
Even in the case of Comparative Example 1 in which J3 was used as the ruthenium catalyst, it was presumed that in the steady state, the ruthenium catalyst was in the form of a succinic acid-coordinated complex as used in Comparative Example 2 without the addition of CI. . In fact, this was subsequently confirmed by isolating the steady-state complex and using IR, NMR, etc. methods.

以上の事例から、塩化リチウムは、低活性であるコハク
酸配位ルテニウム錯体を、更に高活性な種へと活性化し
ていることは明らかである。
From the above examples, it is clear that lithium chloride activates the succinic acid-coordinated ruthenium complex, which has low activity, into a more highly active species.

実施例3 実施例2と同じ実験を、無水コハク酸の代わりにコハク
酸を反応原料として4時間行ったところ、GBLI 6
.1mmoJが生成した。
Example 3 When the same experiment as in Example 2 was conducted for 4 hours using succinic acid as a reaction raw material instead of succinic anhydride, GBLI 6
.. 1 mmoJ was generated.

比較例3 実施例3と同じ実験を、塩化リチウムを添加せずに行っ
たところ、GBL6.3mmolが生成した。
Comparative Example 3 When the same experiment as in Example 3 was conducted without adding lithium chloride, 6.3 mmol of GBL was produced.

実施例4〜5 実施例2と同じ実験を、塩化リチウムの添加量を変えて
行った。添加量を0.211 f (5,0mmoJ)
とした実施例4及び0.00862(0,2mmoJ)
とした実施例5の場合、GBL生成量は、実施例4では
aa、smmo4.実施例5では28.2mm0Jであ
った。
Examples 4 to 5 The same experiment as in Example 2 was conducted by changing the amount of lithium chloride added. The amount added was 0.211 f (5.0 mmoJ)
Example 4 and 0.00862 (0.2 mmoJ)
In the case of Example 5, the amount of GBL produced was aa in Example 4, smmo4. In Example 5, it was 28.2 mm0J.

実施例6〜11 実施例2と同じ実験を、塩化リチウムの代わりに0.0
21Ofの塩化アンモニウム(実施例6)、0.021
5fの塩化ナトリウム(実施例7)、0、178 fの
塩化セシウム(実施例8)、0.1Ofの塩化マグネシ
ウム(実施例9)、o、14グの塩化カルシウム(実施
例1o)、0.x7fの塩化テトラエチルアンモニウム
(実施例11)をそれぞれ用いて、行ったところ、GB
Lの生成量は、実施例6では35.8 m moJ 、
実施例7では14.6mmo7I、実施例8では20.
8 m mop、実施例9では30.2 mmoJ、実
施例10では16.0mmoJ、実施例11では23.
1mm0Jであった。
Examples 6-11 Same experiment as Example 2 but using 0.0
21Of ammonium chloride (Example 6), 0.021
5f sodium chloride (Example 7), 0.178f cesium chloride (Example 8), 0.1Of magnesium chloride (Example 9), 14g calcium chloride (Example 1o), 0. x7f using tetraethylammonium chloride (Example 11), GB
The production amount of L was 35.8 m moJ in Example 6,
In Example 7, it was 14.6 mmo7I, and in Example 8, it was 20.
8 m mop, 30.2 mmoJ in Example 9, 16.0 mmoJ in Example 10, and 23.0 mmoJ in Example 11.
It was 1mm0J.

実施例12 気泡塔式ガラス製反応器に三塩化ルテニウム0、o s
 20 f (Ru : 0.2m mol )、トリ
フェニルホスフィyo、sz+f(λOmmoJ)、塩
化リチウム0.0435f (1,Ommol )、反
応原料のグA/ p /l/酸13.2f(100mm
oJ )及びテトラクライム20m/!を仕込み、常圧
、水素ガスをtONTP−J/hrで導入しながら、1
70℃で4時間反応させた。δ−バレロラクトンzsm
mo4が生成した。
Example 12 Ruthenium trichloride 0,0 s in a bubble column glass reactor
20 f (Ru: 0.2 mmol), triphenylphosphine yo, sz+f (λOmmoJ), lithium chloride 0.0435f (1, Ommol), reaction raw material GuA/p/l/acid 13.2f (100mm
oJ) and Tetra Climb 20m/! was charged and heated at normal pressure while introducing hydrogen gas at a rate of tONTP-J/hr.
The reaction was carried out at 70°C for 4 hours. δ-valerolactone zsm
mo4 was generated.

実施例13 気泡塔式ガラス製反応器に三塩化ルテニウムo、os2
(1(Ru  :  0.2mmojl   )   
、   )   リ  − n −ヘ キシルホスフィ
70.70 ml (Z Om mail ) 、塩化
リチウム0.0870 f (ZOm mol )、反
応原料の無水コハク酸20.Of(200mmo7 )
及びテトラグライム20m1を仕込み、常圧、水素ガス
を1oNTP@14/hr で導入しながら、170℃
で2時間反応させた。GBL6.9mm0Nが生成した
Example 13 Ruthenium trichloride o, os2 in a bubble column glass reactor
(1 (Ru: 0.2 mmojl)
, ) Li-n-hexylphosphine 70.70 ml (ZOm mail), lithium chloride 0.0870 f (ZOm mol), succinic anhydride as a reaction raw material 20. Of(200mmo7)
and 20ml of tetraglyme and heated to 170℃ under normal pressure while introducing hydrogen gas at 1oNTP@14/hr.
The mixture was allowed to react for 2 hours. GBL6.9mmON was generated.

実施例14 反応原料としてコハク酸を用いた以外は実施例1と同じ
実験を行ったところ、定常状態でのGBL生成速度は5
.4 m mail hr fあった。
Example 14 The same experiment as Example 1 was conducted except that succinic acid was used as the reaction raw material, and the GBL production rate in steady state was 5.
.. There was 4 m mail hr f.

実施例15〜16 実施例14の実験を、反応温度を実施例15では160
℃、実施例16では180℃にした以外は、実施例14
と同様に行ったところ、定常状態におけるGBL生成速
度は、実施例15では3.6 m mop /hr 、
実施例16では8.2mmoJ/hrであった。
Examples 15-16 The experiment of Example 14 was repeated, but the reaction temperature was changed to 160℃ in Example 15.
Example 14 except that the temperature was 180°C in Example 16.
When conducted in the same manner as above, the GBL production rate in the steady state was 3.6 m mop /hr in Example 15,
In Example 16, it was 8.2 mmoJ/hr.

(発明の効果) 以上の結果から明らかなように、とくに主触媒のルテニ
ウム触媒に対する付加的促進剤としてアルカリ金属塩化
物、アルカリ土類金属塩化物及びアンモニウム塩化物か
ら選ばれる化合物を用いる点で新規な、本発明の水素化
反応によるラクトン類の製造法は、連続式又は回分式の
いずれの反応方式においても、温和な条件下で水素化反
応を進めることができる他、ルテニウム触媒の水素化触
媒活性を増大させかつ水素化触媒寿命を大幅に延長でき
ることによって、従来になく工業的有利にラクトン類が
得られる、という顕著な効果を奏するものである。
(Effect of the invention) As is clear from the above results, it is novel in that it uses a compound selected from alkali metal chlorides, alkaline earth metal chlorides, and ammonium chlorides as an additional promoter for the ruthenium catalyst as the main catalyst. In addition, the method for producing lactones by hydrogenation reaction of the present invention allows the hydrogenation reaction to proceed under mild conditions in either a continuous or batch reaction system, and also uses a ruthenium catalyst as a hydrogenation catalyst. By increasing the activity and significantly extending the life of the hydrogenation catalyst, this method has the remarkable effect of making it possible to obtain lactones with unprecedented industrial advantage.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ルテニウム触媒及び有機ホスフィンの存在下、ジ
カルボン酸、ジカルボン酸無水物、及び/又はジカルボ
ン酸エステルを水素化してラクトン類を製造する方法に
おいて、付加的な促進剤としてのアルカリ金属塩化物、
アルカリ土類金属塩化物及びアンモニウム塩化物からな
る群から選ばれる化合物の存在下に水素化反応を行うこ
とを特徴とするラクトン類の製造法。
(1) an alkali metal chloride as an additional promoter in a method for hydrogenating a dicarboxylic acid, a dicarboxylic acid anhydride, and/or a dicarboxylic acid ester to produce lactones in the presence of a ruthenium catalyst and an organic phosphine;
A method for producing lactones, which comprises carrying out a hydrogenation reaction in the presence of a compound selected from the group consisting of alkaline earth metal chlorides and ammonium chlorides.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114874265A (en) * 2022-05-10 2022-08-09 厦门稀土材料研究所 Rare earth flame-retardant complex and preparation method and application thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114874265A (en) * 2022-05-10 2022-08-09 厦门稀土材料研究所 Rare earth flame-retardant complex and preparation method and application thereof
CN114874265B (en) * 2022-05-10 2024-04-16 厦门稀土材料研究所 Rare earth flame retardant complex and preparation method and application thereof

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