JPS6314688B2 - - Google Patents

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JPS6314688B2
JPS6314688B2 JP2501080A JP2501080A JPS6314688B2 JP S6314688 B2 JPS6314688 B2 JP S6314688B2 JP 2501080 A JP2501080 A JP 2501080A JP 2501080 A JP2501080 A JP 2501080A JP S6314688 B2 JPS6314688 B2 JP S6314688B2
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JP
Japan
Prior art keywords
acid
reaction
carbon monoxide
formaldehyde
examples
Prior art date
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Expired
Application number
JP2501080A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS56122321A (en
Inventor
Hirosuke Wada
Akio Baba
Noboru Wada
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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Priority to DE19813107518 priority patent/DE3107518A1/en
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はグリコール酸のエーテルおよびエステ
ルの製造法に関するものである。 グリコール酸エステルは加水分解すればグリコ
ール酸が得られ水添分解すればエチレングリコー
ルが得られ、またグリコール酸のエーテルは水添
することによりセロソルブ類が得られるので、い
ずれも工業用中間体として重要な化合物である。 グリコール酸エステルの製造法としては、硫酸
または有機スルホン酸などの強酸触媒の存在下に
パラホルムアルデヒドまたはトリオキサンをギ酸
エステルと反応させる方法(特開昭53−98924)
が知られているが、反応速度が小さい点に不満が
ある。 本発明者らはホルムアルデヒドとギ酸エステル
と一酸化炭素を強酸触媒下に反応させることによ
り、良好な反応速度でグリコール酸エステルがグ
リコール酸のエーテルとともに得られることを見
い出し、本発明に到達した。 以下に本発明を詳細に説明する。 本発明方法において使用されるホルムアルデヒ
ドとしては、ガス状ホルムアルデヒド、トリオキ
サンおよびパラホルムアルデヒドが挙げられる。
所望によりホルムアルデヒド水溶液を使用するこ
ともできるが、本発明方法において水の存在下に
反応を行なうことは有利ではなく、ホルムアルデ
ヒド1モルに対して1モル以下、好ましくは0.5
モル以下に抑制すべきである。 ギ酸エステルとしては、炭素数1〜10のアルカ
ノールのギ酸エステルが使用され、特にギ酸メチ
ル、ギ酸エチル、ギ酸ブチル等の低級アルカノー
ルのギ酸エステルが好ましく使用される。これら
のギ酸エステルはホルムアルデヒド1モルに対し
て、通常0.05〜10モル、好ましくは0.1〜5モル
使用される。所望によりギ酸エステルを溶媒とし
て過剰に用いることもできる。 一酸化炭素は、純粋なものは勿論、窒素、ヘリ
ウム、アルゴン、水素等の反応に不活性なガスに
より希釈したものも使用し得る。反応系中の一酸
化炭素分圧は、通常10〜250Kg/cm2、好ましくは
20〜150Kg/cm2である。 本発明方法において使用される強酸触媒として
は、塩酸、臭化水素酸、沃化水素酸、弗化水素
酸、過塩素酸、硝酸、硫酸等の鉱酸、トリフルオ
ロ酢酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン
酸、p−トルエンスルホン酸、クロロスルホン
酸、トリフルオロメタンスルホン酸等の有機酸、
三弗化硼素、五弗化燐、五弗化アンチモン等のル
イス酸あるいは強酸性陽イオン交換樹脂、粘土鉱
物、ゼオライト、固型化酸、無機酸化物、無機
塩、複合酸化物などのいわゆる固体酸が挙げられ
る。強酸性陽イオン交換樹脂としては官能基がス
ルホン酸であるもので、ダイヤイオンPK−
228、ダイヤイオンHPK25(以上、三菱化成工
業(株)製)、アンバーライト200(ロームアンドハ
ース社製)などのスチレン−ジビニルベンゼン共
重合体を骨格とするもの、ナフイオン501(デユ
ポン社製)などのテトラフルオロエチレン重合体
を骨格とするものが挙げられる。粘土鉱物および
ゼオライトとしては、モンモリロナイト、カオリ
ナイト、ベントナイト、ハロイサイト、スメクタ
イト、イライト、バーミキユライト、クロライ
ト、セピオライト、アタパルジヤイト、ポリゴル
スカイト、モルデナイトなどが挙げられるが、モ
ンモリロナイトKSF/O(ガードラー・ケミカル
社製)のような弗化水素などの酸により処理した
ものやH型ゼオライトのように交換可能な金属イ
オンを水素イオンと交換したものが好ましい。固
型化酸としては燐酸、硼酸などを担体に担持した
ものが挙げられる。無機酸化物、塩類としては、
青色酸化タングステン等の酸化物、珪タングステ
ン酸、燐タングステン酸、燐モリブデン酸等のヘ
テロポリ酸、燐酸硼素、燐酸ランタン、硫酸アル
ミニウム、硫酸亜鉛等の塩類が挙げられる。複合
酸化物としては、シリカ−アルミナ、シリカ−ジ
ルコニア、チタニア−ジルコニア、シリカ−チタ
ニア等が挙げられる。 なかでも酸強度がpKa値で2以下の強酸が好ま
しい。これらの強酸の使用量はホルムアルデヒド
1モルあたり0.1〜1000meqである。 本発明方法においては溶媒の使用は必須ではな
いが、反応をより円滑にするために溶媒を使用す
ることもできる。このような溶媒としては、ジエ
チルエーテル、ジフエニルエーテル、ジオキサ
ン、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジ
メチルエーテル等のエーテル類、アセトン、エチ
ルメチルケトン、ジブチルケトン、アセトフエノ
ン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸
ブチル、プロピオン酸メチル等のエステル類、ア
セトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリ
ル等のニトリル類、ベンゼン、トルエン、パラキ
シレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素、ペ
ンタン、ヘキサン、オクタン等のパラフイン類、
ヘキセン−1、オクテン−2等のオレフイン類、
ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、
N−メチルピロリドン等のN−置換アミド類、ジ
メチルスルホキシド、スルホラン等のスルホキシ
ド類、エチレンカーボネート、プロピレンカーボ
ネート等のカーボネート類、ニトロメタン、ニト
ロベンゼン等のニトロ化合物などが挙げられる。 本発明方法は室温以上の反応温度で実施し得る
が、通常は50〜250℃の反応温度条件下で行なわ
れる。 次に本発明を実施例により更に具体的に説明す
る。 実施例1〜11、比較例1 電磁融導撹拌式の300ml容チタン製オートクレ
ーブにトリオキサンまたはパラホルムアルデヒ
ド、ギ酸エステル、酸触媒および場合により水あ
るいは溶媒を仕込み、一酸化炭素または窒素ガス
を圧入したのち加熱し撹拌しながら所定時間反応
を行なつた。反応終了後、オートクレーブを氷水
中で冷却し、ガスおよび反応液をガスクロマトグ
ラフイーにより分析定量した。 反応原料、触媒の種類およびその使用量ならび
に反応条件などは表−1に示す。
The present invention relates to a process for producing ethers and esters of glycolic acid. Glycolic acid esters can be hydrolyzed to yield glycolic acid, hydrogenated to yield ethylene glycol, and glycolic acid ethers can be hydrogenated to yield cellosolves, so both are important as industrial intermediates. It is a chemical compound. A method for producing glycolic acid ester is a method in which paraformaldehyde or trioxane is reacted with formic acid ester in the presence of a strong acid catalyst such as sulfuric acid or an organic sulfonic acid (Japanese Patent Application Laid-open No. 53-98924).
is known, but is dissatisfied with its slow reaction rate. The present inventors have discovered that by reacting formaldehyde, formic acid ester, and carbon monoxide in the presence of a strong acid catalyst, glycolic acid ester can be obtained together with glycolic acid ether at a good reaction rate, and the present invention has been achieved. The present invention will be explained in detail below. Formaldehydes used in the method of the invention include gaseous formaldehyde, trioxane and paraformaldehyde.
Although it is possible to use an aqueous formaldehyde solution if desired, it is not advantageous to carry out the reaction in the presence of water in the method of the present invention, and it is less than 1 mol, preferably 0.5 mol per mol of formaldehyde.
It should be suppressed to less than mol. As the formic acid ester, a formic acid ester of an alkanol having 1 to 10 carbon atoms is used, and a formic acid ester of a lower alkanol such as methyl formate, ethyl formate, and butyl formate is particularly preferably used. These formic acid esters are generally used in an amount of 0.05 to 10 mol, preferably 0.1 to 5 mol, per 1 mol of formaldehyde. If desired, formate may be used in excess as a solvent. Carbon monoxide may not only be pure, but also carbon monoxide diluted with a gas inert to the reaction, such as nitrogen, helium, argon, hydrogen, or the like. The carbon monoxide partial pressure in the reaction system is usually 10 to 250 Kg/cm 2 , preferably
It is 20-150Kg/ cm2 . Strong acid catalysts used in the method of the present invention include mineral acids such as hydrochloric acid, hydrobromic acid, hydriodic acid, hydrofluoric acid, perchloric acid, nitric acid, and sulfuric acid, trifluoroacetic acid, methanesulfonic acid, and benzene. Organic acids such as sulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, chlorosulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid,
So-called solids such as Lewis acids such as boron trifluoride, phosphorus pentafluoride, and antimony pentafluoride or strongly acidic cation exchange resins, clay minerals, zeolites, solidified acids, inorganic oxides, inorganic salts, and composite oxides. Examples include acids. Strongly acidic cation exchange resins have a sulfonic acid functional group, and Diaion PK-
228, those with a styrene-divinylbenzene copolymer skeleton such as Diaion HPK25 (manufactured by Mitsubishi Chemical Industries, Ltd.) and Amberlite 200 (manufactured by Rohm and Haas), Nafion 501 (manufactured by DuPont), etc. Examples include those having a tetrafluoroethylene polymer skeleton. Examples of clay minerals and zeolites include montmorillonite, kaolinite, bentonite, halloysite, smectite, illite, vermiculite, chlorite, sepiolite, attapulgite, polygorskite, mordenite, and montmorillonite KSF/O (manufactured by Girdler Chemical). ), which are treated with an acid such as hydrogen fluoride, and those in which exchangeable metal ions are exchanged with hydrogen ions, such as H-type zeolite, are preferable. Examples of the solidifying acid include those in which phosphoric acid, boric acid, etc. are supported on a carrier. As inorganic oxides and salts,
Examples include oxides such as blue tungsten oxide, heteropolyacids such as tungstic silicic acid, tungstic phosphoric acid, and molybdic phosphoric acid, and salts such as boron phosphate, lanthanum phosphate, aluminum sulfate, and zinc sulfate. Examples of the composite oxide include silica-alumina, silica-zirconia, titania-zirconia, and silica-titania. Among these, strong acids having an acid strength of 2 or less in pKa value are preferred. The amount of these strong acids used is 0.1 to 1000 meq per mole of formaldehyde. Although the use of a solvent is not essential in the method of the present invention, a solvent can also be used in order to make the reaction smoother. Examples of such solvents include ethers such as diethyl ether, diphenyl ether, dioxane, tetrahydrofuran, and ethylene glycol dimethyl ether, ketones such as acetone, ethyl methyl ketone, dibutyl ketone, and acetophenone, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, Esters such as methyl propionate, nitriles such as acetonitrile, propionitrile, and benzonitrile, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, paraxylene, and ethylbenzene, paraffins such as pentane, hexane, and octane,
Olefins such as hexene-1 and octene-2,
dimethylformamide, dimethylacetamide,
Examples include N-substituted amides such as N-methylpyrrolidone, sulfoxides such as dimethyl sulfoxide and sulfolane, carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate, and nitro compounds such as nitromethane and nitrobenzene. Although the method of the present invention can be carried out at a reaction temperature of room temperature or higher, it is usually carried out at a reaction temperature of 50 to 250°C. Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Examples 1 to 11, Comparative Example 1 Trioxane or paraformaldehyde, formic acid ester, acid catalyst, and optionally water or solvent were charged into a 300 ml titanium autoclave with electromagnetic fusion stirring, and carbon monoxide or nitrogen gas was pressurized. The reaction was carried out for a predetermined period of time while heating and stirring. After the reaction was completed, the autoclave was cooled in ice water, and the gas and reaction solution were analyzed and quantified by gas chromatography. The reaction raw materials, the types and amounts of catalysts used, and reaction conditions are shown in Table 1.

【表】 反応生成物は下記表−2に掲げた六種の化合物
を含む。
[Table] The reaction product contains six types of compounds listed in Table 2 below.

【表】 反応時に測定された一酸化炭素の吸収量、上記
各反応生成物の生成量、生成物のグリコール酸換
算収量(P1+P2+P3+2P4+2P5+2P6)および収
率(ホルムアルデヒド基準)を表−3に示す。
[Table] The amount of carbon monoxide absorbed during the reaction, the amount of each reaction product produced, the yield of the product in terms of glycolic acid (P 1 + P 2 + P 3 + 2P 4 + 2P 5 + 2P 6 ), and the yield (formaldehyde Standards) are shown in Table 3.

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 強酸触媒の存在下に、ホルムアルデヒドとギ
酸エステルと一酸化炭素とを反応させることを特
徴とするグリコール酸のエーテルおよびエステル
の製造法。
1. A method for producing glycolic acid ethers and esters, which comprises reacting formaldehyde, formic acid ester, and carbon monoxide in the presence of a strong acid catalyst.
JP2501080A 1980-02-29 1980-02-29 Preparation of glycolic ether and ester Granted JPS56122321A (en)

Priority Applications (2)

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JP2501080A JPS56122321A (en) 1980-02-29 1980-02-29 Preparation of glycolic ether and ester
DE19813107518 DE3107518A1 (en) 1980-02-29 1981-02-27 Process for the preparation of esters and ethers of glycolic acid

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JPS56122321A JPS56122321A (en) 1981-09-25
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US9114328B2 (en) 2012-05-16 2015-08-25 Eastman Chemical Company Reactive distillation of a carboxylic acid and a glycol
US9040748B2 (en) 2012-06-08 2015-05-26 Eastman Chemical Company Hydrocarboxylation of aqueous formaldehyde using a dehydrating recycle stream to decrease water concentration

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