JPS6239535A - β−メチル−δ−バレロラクトンと3−メチルペンタン−1,5−ジオ−ルとを併産する方法 - Google Patents

β−メチル−δ−バレロラクトンと3−メチルペンタン−1,5−ジオ−ルとを併産する方法

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JPS6239535A
JPS6239535A JP60178928A JP17892885A JPS6239535A JP S6239535 A JPS6239535 A JP S6239535A JP 60178928 A JP60178928 A JP 60178928A JP 17892885 A JP17892885 A JP 17892885A JP S6239535 A JPS6239535 A JP S6239535A
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JP
Japan
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reaction
mpd
mvl
valerolactone
diol
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Yasuo Tokito
時任 康雄
Noriaki Yoshimura
吉村 典昭
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Kuraray Co Ltd
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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

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β−メチル−δ−ノ(レロラクトン(以下、こ
れをMVLと称する)と3−メチルペンタン−1,5−
ジオール(以下、これをMPDと称する)とを併産する
方法に関し、詳しくは2−ヒドロキシ−4−メチルテト
ラヒドロピラン(以下、これをMHPと称する)を特定
の条件下で反応させることによってMVLとMPDとを
併産する方法に関する。
本発明の方法によって得られるMVLは開環型の 合によりポリウレタンの原料、塗料墾変性剤や樹脂の改
質剤として有用な高分子化合物に誘導されるほか、医薬
、農薬、香料などの中間体としても有用な化合物である
(%開昭60−26019号公報など参照)。また、M
PDはポリエステル、ポリウレタンなどの原料として極
めて有用な化合物である(特開昭47−34494号公
報および特開昭48−101496号公報など参照)。
〔従来の技術〕
従来、MVLの製造方法としては、β、β−ジメチルア
クリル酸エチルエステルをコバルト系触媒の存在下高温
、高圧で水素と一酸化炭素との混合ガスによシ処理する
ことによる方法(ChemischeBerichte
 97巻1964年発行863頁など参照)、あるいは
MPDを銅クロム酸化物触媒の存在下に200℃の温度
において酸化脱水素する方法(Organic 5yn
theses 35巻87頁参照)などが提案されてい
る。また、MVLに類似する化合物の製造法としテ、B
ull、 Chem、 Soc、 Japan、 35
.986(1962)には2−ヒドロキシテトラヒドロ
ピラン(δ°−オキシバレロアルデヒド)を銅亜鉛酸化
物、銅クロム酸化物または銅クロム亜鉛酸化物を触媒と
して使用し、220〜230℃の温度下に連続気相反応
させてδ−バレロラクトンを得たことが記載されている
一方、MPDの製造方法としてはMHPを水素化触媒の
存在下に高められた温度および高められた圧力において
水素化する方法(特公昭58−40533号公報参照)
などが提案されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
MVLiたけMPDを製造する従来法を掲載する文献に
はMVLとMPDとが同時に生成するとは報告されてい
ない。また、前述のBull、 Chem。
Soc、 Japan、旦、986(1962)におい
ても2−ヒドロキシテトラヒドロピランから酸化脱水素
反応生成物であるδ−バレロラクトンが生成することに
ついて記載されているのみで、水素化反応生成物である
1、5−ペンタ/ジオールの生成については何ら記載さ
れていない。さらに、この文献にはMHPを用いて同様
の反応を行うことについても何ら記載されていない。本
発明者らがこの公知方法において原料として2−ヒドロ
キシテトラヒドロピランの代シにMHPを用い同様の条
件下で反応を行ったところ、後述の比較例4に述べるよ
うに、反応生成物のほとんどはMVLであシ駕MPDの
生成量は微量であって実用的な取得量としてはほど遠い
水準であった。
このように、従来MVLとMPDとを同時に取得するこ
とは全く認識されておらず、MvLまたはMPDは全く
別個のプロセスにより製造されていた。従って、工業的
に極めて利用価値の高いMVLおよびMPDの双方の取
得が要求される場合には、独立した2つの製造プロセス
を利用する必要があると考えられる。MVLとMPDと
を併産する方法が提供されれば、共通の原料および製造
プロセスを用いることにより工業的に有利にMVLとM
PDを取得することが可能になる。
本発明の目的は、共通の原料を用いてMVLおよびMP
Dを工業的に有利に併産する方法を提供することにある
〔問題点を解決するための手段〕
本発明によれば、上記の目的は、MHPを非酸化性ガス
雰囲気において110〜190℃の範囲内の温度および
50絶対気圧以下の圧力で銅とクロムおよび亜鉛からな
る群より選ばれる少なくとも一種の金属との酸化物の存
在下に反応させることを特徴とするMVLとMPDの併
産方法を提供することにより達成される。
本発明の方法に従う反応は反応原料および生成物の酸化
を回避するために50絶対気圧以下の非酸化性ガス雰囲
気において行われる。好ましい非酸化性ガスの代表例と
しては窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスおよ
び水素ガスを挙げることができる。これらの非酸化性ガ
スは一種のガスだけを用いてもよく、また二種以上のガ
スを混合して用いてもよいが、これらの中でも価格など
の面から窒素ガスまたは水素ガスを使用することが工業
的に好ましい。本発明の方法に従う反応では、水素ガス
以外の非酸化性ガス雰囲気下においてもMVLとMPD
とをMvL/MPD(モル比)において1/1以上の割
合で同時生成させることが可能である。この反応では後
述する金属の酸化物の表面上でMHPが脱水素反応を受
けてMVLと水素が生成し、この生成した水素が効果的
にMHPと反応してMPDを生成するものと考えられる
。また、水素ガス雰囲気下または水素ガスと他の非酸化
性ガスとの混合ガス雰囲気下であればMPDの生成がさ
らに促進され5反応条件の選択によpMVLとMPDと
をMVL/MPD (モル比)において1/1以上の割
合のみならず1/1未満の割合においても同時生成させ
ることができる。
ただし、反応圧力がSO絶対気圧よシ高い場合にはMV
Lの生成が抑制されてMVLを充分な収率で得ることが
困難となる場合が生じる。MVLおよびMPDのそれぞ
れを実質的な損失なく単離するには、本発明の方法に従
う反応を0.01〜20絶対気圧の範囲内の圧力で実施
することが好ましいO 本発明の方法に従う反応は110〜190℃の範囲内、
好ましくは130〜180℃の範囲内の反応温度におい
て実施される。反応温度が110℃未満の場合には反応
速度が低いか反応が実質的に進まない。また反応温度が
190℃よシ高い場合にはMPDの生成が抑制されてM
PDを充分な収率で得ることが困難になる。
本発明の方法に訃いて用いられる銅とクロムおよび亜鉛
からなる群より選ばれる少なくとも一種の金属との酸化
物とは、具体的には銅クロム酸化物、銅亜鉛酸化物また
は銅クロム亜鉛酸化物である。かかる金属酸化物は本発
明の方法におけるMHPからMVLおよびMPDを生成
する反応を促進する触媒として作用する。これらの金属
酸化物は単独で用いることも可能であるが、アルミナ、
シリカ、ケイソウ土などの担体に担持して用いることも
可能である。また、金属酸化物はタングステン、モリブ
テン、レニウム、ジルコニウム、i/双ガンチタン、鉄
、バリウム、マグネシウム、カルシウムなどから選ばれ
る他の金属またはこれらの金属の化合物で部分的に変性
されていてもよい。担持されていてもよくまた部分的に
変性されていてもよい金属酸化物は水素化または脱水素
などの反応に用いられる触媒として商業生産されてお少
、容易に入手することができ石ほか、例えばOrgan
ic 5yntheses Co11. Vol、 T
J、 142(1943)、J、 Am、 Chem、
 Soc、、 54. 1138(1932)、J、 
Am 。
Chem、 Soc、、 58. 1053 (193
6)、Ind、 Eng。
Chem、、27,134(1935)、Ind、En
g、 Chem、、 21゜1052(1929)など
に記載されている方法に従って調製することもできる。
かかる金属酸化物は、その種類によっては使用に先立っ
て水素処理すれば触媒活性が向上する場合がある。これ
らの金属酸化物は通常一種のみで用いられるが、二種も
しくはそれ以上を組み合せて用いることもできる。
本発明の方法に従う反応は液相で実施される。
原料であるMHPおよび/または生成物であるMVLお
よびMPDに反応溶媒としての機能を兼ねさせることが
できるが、反応条件下において不活性表地の有機溶媒を
用いることもできる。MHP。
MVLおよびMPDを溶解しかつ反応に対して不活性で
あればどのような有機溶媒でも使用可能であるが、具体
的には流動パラフィ、ン、ヘキサン、オクタン、シクロ
ヘキサン、ベンゼン、トルエン、中シレン、ビフェニル
、ジフェニルエーテル、ジエチレンクリコールジメチル
エーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、
ジオクチルフタレートなどの飽和脂肪族炭化水素、飽和
脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、エーテルおよびエス
テルなどを挙げることができる。これらの有機溶媒の選
定に際しては、所望の反応温度および反応圧力ならびに
MHP、MVLおよびMPDと有機溶媒との沸点差につ
いて考慮が払われるべきであることは言うまでもない。
本発明の方法に従う反応は懸濁床または固定床のいずれ
の接触方式で行うことも、また回分式ま念は連続式のい
ずれの操作方式によって行うこともできる。副反応を抑
制するためには、MHPを反応系に連続的に供給するな
どの方法によシ反応系中におけるMHPの濃度があまり
高くならないようにして反応させることが好ましい。ま
た、反応時間または滞留時間としてはMHPの転化率が
100%にならないような時間範囲を選んでもよ(、M
HPの転化率が100チになるような時間範囲を選んで
もよい。本発明の方法に従う反応においては、金属酸化
物の種類および濃度1反応源度、反応圧力、反応雰囲気
中における水素ガスの分圧、反応時間(または滞留時間
)などの反応条件を選択することによって、MVLとM
PDをMV L / M P D (モ# 比)f 通
’K 9 / 1〜1 / 9の範囲内における任意の
割合で同時に生成させることが可能である。かかる反応
によって得られた反応混合物中のMVL、MPDおよび
場合によって存在する未反応のMHPは、それぞれ反応
混合物から金属酸化物を除去したのち通常の分離操作、
例えば蒸留操作によって容易に分離取得することができ
る。
本発明の方法において出発原料として用いられるMHP
は、たとえば公知の方法に従って3−メチル−3−ブテ
ン−1−オールをロジウム錯化合物の存在下に水素と一
酸化炭素との混合ガスによってヒドロホルミル化するこ
とによって容易に得ることができる(特公昭58−40
533号公報、特公昭60−4832号公報、特開昭6
0−19781号公報など参照)。
〔実施例〕
以下、実施例によシ本発明を説明するが、本発明はこれ
らの実施例に制限されるものではない。
実施例1 滴下漏斗、冷却器、攪拌装置および温度計を備えた内容
100w1の三つロフラスコに粉末状(200メツシュ
通過)の銅クロム酸化物触媒(CuO−Cr203 。
0、5 % MnO2:日揮化学株式会社製N203)
0.52およびジオクチルフタレート25−を仕込み、
フラスコ内を1絶対気圧の窒素ガス雰囲気にしたのち混
合液を攪拌しながらその温度を160°Cに昇温した。
次いでMHP25Fを滴下漏斗よシ10分を要して滴下
した0滴下終了後160℃の温度でさらに50分間攪拌
を続け、それから反応混合液を冷却した。得られた反応
混合液をガスクロマトグラフィーによシ分析したところ
、MHPの転化率は99チであシ、生成物としてMVL
およびMPDがそれぞれ57モルチおよび43そルチの
選択率で生成していることが判明した0実施例2〜5お
よび比較例1〜2 第1表に示される金属酸化物を使用し第1表に示される
反応温度を採用する以外は実施例1と同様にして操作を
行った。得られた結果を第1表に併せて示す。
第   1   表 実施例2 銅亜鉛酸化物2)    160  99 
 57  43実施例3  銅クロム亜鉛酸化物3)1
40  91  58  42実施例4  銅クロム酸
化物’)   180 100  59  41実施例
5  銅クロム酸化物’)   120  82  5
6  44比較例1  銅りαム酸化物’)   21
0 100  94   6比1e32  銅りoムi
化物’>   100  19  57  43(注)
1)転化したMHP基準でのMVLおよびMPDへの選
択率。
2)  CuO−ZnO: 日揮化学株式会社製N21
1を200メツシュ通過に粉末化したもの。
3)  CuO−Cr20s−ZnO:東洋’y −’
7−フイ株式会社製C−44を200メツシュ通過に粉
末化したもの。
4) Cu0−CrzOs、0.5%Mn0z:日揮イ
σ翔東氏会社製N2O3実施例6 原料導入口およびガス導入管を備えた内容100dのス
テンレス製の電磁攪拌式オートクレーブに粉末状(20
0メツシュ通過)の銅クロム酸化物触媒(Cu0−Cr
zOs 、 0.54Mn0z :日揮化学株式会社製
N2O3’10.5f、)リエチレングリコールジメチ
ルエーテル50?およびMHPlorを仕込み、オート
クレーブ内を水素ガスにより10絶対気圧に加圧した。
反応混合物を激しく攪拌しなから内温を15分を要して
140℃にしたのち、さらに60分間攪拌を続けた。こ
の間、内圧を常に10絶対気圧に保ちながら水素ガスが
オフガスとして101/hrで流出するように調整した
。反応終了後、オートクレーブ内を常温、常圧に戻した
のち、反応混合液を取出(7た。得られた反応混合液を
ガスクロマトグラフィーによシ分析したところ、MHP
の転化率は98.5%であり、生成物としてMVLおよ
びMPDがそれぞれ46モルチおよび54モルチの選択
率で生成していることが判明した。
実施例7〜10および比較例3 第2表に示される反応圧力および反応温度を採用する以
外は実施例6と同様にして操作を行った0得られた結果
を第2表に併せて示す。
第   2   表 実施例7   17    140   96   4
0  60実施例8    6    180   9
9   49  51実施例9   11    13
0   88   44  56実施例10   31
    180   99   17  83(注)1
)転化したMHP基準でのMVLpよびMPDへの選択
率。
比較例4 予熱部、フィード装置、冷却器および減圧装置を備えた
固定床反応装置(直径28目、長さ400寵の円筒状)
に予め水素処理を施した銅亜鉛酸化物触媒(CuO−Z
nO:日揮化学株式会社製N211゜直径3鶏、長さ3
閣の円柱状、比重1.5)50st/を充填した。反応
系内を水素ガス雰囲気下、絶対圧力20■Hf、温度2
20°Cに保ちながらMHPをフィード装置より11P
/hrの供給速度で1時間供給した。反応後に得られた
凝縮液をガスクロマトグラフィーによシ分析したところ
、MHPの変換率は100%であfi、MVLおよびM
PDへの選択率はそれぞれ94モルチおよび3モルチで
あった。
〔発明の効果〕
従来の方法によれば、MVLとMPDを製造するために
は、それぞれ独立した製造プロセスが使用されるが、本
発明の方法に従えば、一つの製造プロセスで比較的温和
な反応条件下でMVLとMPDを同時製造することがで
きる。本発明の方法によればMVLとMPDをいずれも
実質的に取得しつる量的範囲内において需要に応じた生
成割合を選んで両者を同時製造することができる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、2−ヒドロキシ−4−メチルテトラヒドロピランを
    非酸化性ガス雰囲気において110〜190℃の範囲内
    の温度および50絶対気圧以下の圧力で銅とクロムおよ
    び亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも一種の金属と
    の酸化物の存在下に反応させることを特徴とするβ−メ
    チル−δ−バレロラクトンと3−メチルペンタン−1,
    5−ジオールとを併産する方法。 2、非酸化性ガスが窒素ガスである特許請求の範囲第1
    項記載の方法。 3、非酸化性ガスが水素ガスである特許請求の範囲第1
    項記載の方法。 4、温度が130〜180℃の範囲内である特許請求の
    範囲第1項記載の方法。 5、圧力が0.01〜20絶対気圧の範囲内である特許
    請求の範囲第1項記載の方法。 6、β−メチル−δ−バレロラクトンと3−メチルペン
    タン−1,5−ジオールとをβ−メチル−δ−バレロラ
    クトン/3−メチルペンタン−1,5−ジオールのモル
    比で9/1〜1/9の範囲内において併産する特許請求
    の範囲第1項記載の方法。
JP60178928A 1985-08-13 1985-08-13 β−メチル−δ−バレロラクトンと3−メチルペンタン−1,5−ジオ−ルとを併産する方法 Granted JPS6239535A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998041517A1 (en) * 1997-03-17 1998-09-24 Kyowa Yuka Co., Ltd. PROCESS FOR PRODUCING δ-VALEROLACTONE DERIVATIVES
WO2013073704A1 (ja) * 2011-11-18 2013-05-23 宇部興産株式会社 アルカンジオールの製造方法

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