JPS6346732B2 - - Google Patents

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JPS6346732B2
JPS6346732B2 JP3052381A JP3052381A JPS6346732B2 JP S6346732 B2 JPS6346732 B2 JP S6346732B2 JP 3052381 A JP3052381 A JP 3052381A JP 3052381 A JP3052381 A JP 3052381A JP S6346732 B2 JPS6346732 B2 JP S6346732B2
Authority
JP
Japan
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peroxide
glutaraldehyde
reaction
cyclopentene
alkylidene
Prior art date
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Expired
Application number
JP3052381A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS57145826A (en
Inventor
Hirosuke Imai
Mitsuo Matsuno
Hitoshi Yuasa
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.)
Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Oil Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Oil Corp filed Critical Nippon Oil Corp
Priority to JP3052381A priority Critical patent/JPS57145826A/en
Publication of JPS57145826A publication Critical patent/JPS57145826A/en
Publication of JPS6346732B2 publication Critical patent/JPS6346732B2/ja
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  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

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

本発明は周期表第4,第5および第6周期の
b,b,b,bおよびの族の元素の化合
物の少なくとも1種以上の混合物よりなる触媒の
存在下、シクロペンテンをアルキリデンパーオキ
サイドと反応させてグルタルアルデヒドを製造す
る方法に関する。 グルタルアルデヒドは各種化学製品の重要な中
間原料であり、また皮なめし剤、マイクロカプセ
ルの硬化剤,殺菌剤,架橋剤,酵素の固定化剤な
どの用途にも使用されている。グルタルアルデヒ
ドは現在、主にアロレインとビニルエーテルの
Diels―Alder反応で生成する2―アルコキシ―ジ
ヒドロピランを加水分解することによつて製造さ
れている。しかしこの方法は工程が長く、しかも
原料が高価で入手しにくいという欠点を有する。
この他に1,5―ペンタンジオールを酸化する方
法も知られているが、この方法も原料が高価であ
るうえに得られるグルタルアルデヒドの純度が非
常に悪いという欠点がある。したがつてグルタル
アルデヒドは他の化学製品に比べ非常に高価格な
ものとなつており、安価で化学的に容易に合成可
能な原料を用いた純度のよいグルタルアルデヒド
の製造法の開発が期待されている。 このような工業的な観点から工業的に比較的安
価に入手できるシクロペンテンを原料とするグル
タルアルデヒドの製造法の開発が期待される。シ
クロペンテンの酸化によるグルタルアルデヒドの
製造方法としては一般にはシクロペンテンから
1,2―シクロペンタンジオールを合成し、この
1,2―シクロペンタンジオールを四酢酸鉛や過
沃素酸のような酸化剤で酸化する方法が知られて
いる。またシクロペンテンにオゾンを作用させて
オゾナイドとし、これを還元分解しグルタルアル
デヒドを得る方法も知られている。前者の方法は
反応の選択性は良好であるが、中間原料として、
1,2―シクロペンタンジオールを製造する必要
があることおよび酸化剤として用いる四酢酸鉛や
過沃素酸が触媒ではなく酸化剤として化学量論的
に消費されてしまうという欠点がある。後者の方
法では反応の中間体として爆発の危険性があるオ
ゾナイドが生成するため工業的な規模での生産に
は適さないという欠点がある。 従来はモリブデン化合物と硼素化合物の存在
下、シクロペンテンを過酸化水素で酸化する方法
が提案されている(たとえば特公昭52―28606
号)。しかし、この方法にはいくつかの欠点があ
る。第一には水の存在により反応が停止してしま
うために非水系で反応を行わねばならないことで
ある。すなわち、市販の低濃度の過酸化水素溶液
は用いることができず、有機溶媒で抽出して得た
水を含まない過酸化水素を用いなければならな
い。そのようにしてもなお、過酸化水素がシクロ
ペンテンと反応する際に水が生成してくるため、
この水を連続的に除去しなければならない。 第二の問題点は、1,2―シクロペンタンジオ
ールが多量に副生することである。このジオール
はグルタルアルデヒドとの分離が非常に困難であ
り、製品グルタルアルデヒドの純度を低下させて
しまうためにできるだけ副生をおさえなければな
らない物質である。 第三の欠点は反応によつて生成したグルタルア
ルデヒドがさらに酸化されてカルボン酸になつて
しまい、せつかく生成したグルタルアルデヒドが
無駄に消費されてしまうことである。 以上のような理由から、この方法では純度の高
いグルタルアルデヒドを製造することは困難であ
り、また収率の向上もむずかしいことが明らかで
ある。したがつて過酸化水素を用いる方法の工業
化は非常に困難であると考えられる。 本発明者らはこのような状況を認識したうえ
で、重要な化学原料であるグルタルアルデヒドの
安価で効率的な製造方法について鋭意研究を重ね
た結果、本発明を完成するに到つた。 すなわち本発明は、周期律表第4,第5および
第6周期のb,b,b,bおよび族の
元素の化合物から選ばれる少なくとも1種を含む
触媒の存在下にシクロペンテンとアルキリデンパ
ーオキサイドとを反応させることによりグルタル
アルデヒドを製造する方法に関するものである。 本発明の方法によれば工業的に安価に入手しう
るシクロペンテンから容易に高収率で純度の高い
グルタルアルデヒドを製造することができるとい
う特徴がある。すなわち、本発明の方法では1,
2―シクロペンタンジオールおよびその他の副生
物はほとんどなく、また一旦生成したグルタルア
ルデヒドがさらに酸化されてカルボン酸になつた
り、あるいは縮合反応によつてグルタルアルデヒ
ドが消費されてしまうことがないために、反応で
生成したグルタルアルデヒドの精製が非常に容易
であるという特徴がある。 本発明の方法において使用される触媒は周期律
表弐第4,第5および第6周期のb,b,
b,bおよび族の元素すなわち、Ti,Zr,
Hf,V,Nb,Cr,Mo,W,Mn,Re,Fe,
Co,Ni,Ru,Rh,Pd,Os,Ir,Ptの化合物の
少くとも1種又はそれ以上の混合物である。これ
らの化合物としては原子価が零価の状態にある元
素の錯体、あるいは種々の原子価を有する状態に
ある無機または有機化合物の形で使用される。 これらの元素の無機化合物としては酸化物、混
合酸化物、水酸化物、オキシ酸、ヘテロポリ酸、
これらの塩およびエステルがあげられる。これら
の塩は無機ヒドロ酸、オキシ酸および炭素数40以
下の有機カルボン酸またはスルホン酸から誘導さ
れる。 元素の錯体としては主にオルガノ金属錯体と呼
ばれる錯体であり、通常0〜+6の原子価を有
し、かつ有機基および/または無機基によつて配
位されている。 本発明で使用しうる触媒の例を示せば次の通り
である。すなわち、たとえばチタン、ジルコニウ
ム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、クロム、
モリブデン、タングステン、マンガン、レニウ
ム、鉄、コバルト、ニツケル、ルテニウム、ロジ
ウム、パラジウム、オスミウム、イリジウムおよ
び白金の金属カルボニル、(V(CO)6,Cr
(CO)6Mo(CO)6,W(CO)6,Fe(CO)5,Ni
(CO)4,Ru3(CO)12,Os3(CO)12など);これら金
属の酸化物(MoO2,Mo2O5,Mo2O3,MoO3
WO2,W2O5,WO6,CrO2,Cr2O3,CrO3
VO2,V2O5,ZrO2,TiO2,HfO2,NbO2
Nb2O3,MnO2,FeO,Fe2O3,Fe3O4,CoO,
CO3O4,NiO,Rh2O3,OsO4,Re2O7など)、オ
キシ塩化物、フツ化物、塩化物、臭化物、沃化
物、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩などの無機酸塩、
ピロリン酸塩、ポリリン酸塩、ホウ酸塩、炭酸
塩、蟻酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩、
イソ酪酸塩、カプロン酸塩、カプリル酸塩、ラウ
リル酸塩、ラウリン酸塩、ナフテン酸塩、ステア
リン酸塩、シユウ酸塩、コハク酸塩、グルタル酸
塩、アジピン酸塩、安息香酸塩、フタル酸塩など
の有機酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、アセチルア
セトネート、フタロシアニン錯体、モリブデン
酸、タングステン酸、バナジン酸、クロム酸、オ
スミウム酸およびこれに対応するヘテロポリ酸お
よび上記酸のアルカリ金属またはアルカリ土類金
属塩、シクロペンタジエニル化合物などがあげら
れる。上記化合物の1種以上混合して使用するこ
とは何等支障はない。 さらに既知の方法に従つてアルミナ、シリカ、
シリカアルミナ、ゼオライトなど、また場合によ
つては有機重合体のごとき担体に担持させたもの
を使用することも可能である。 本発明の方法で用いるアルキリデンパーオキサ
イドは分子内に
The present invention relates to the reaction of cyclopentene with alkylidene peroxide in the presence of a catalyst consisting of a mixture of at least one compound of elements of groups b, b, b, b of periods 4, 5 and 6 of the periodic table. The present invention relates to a method for producing glutaraldehyde. Glutaraldehyde is an important intermediate raw material for various chemical products, and is also used in applications such as leather tanning agents, hardening agents for microcapsules, disinfectants, crosslinking agents, and enzyme immobilization agents. Glutaraldehyde is currently mainly produced from allolein and vinyl ether.
It is produced by hydrolyzing 2-alkoxy-dihydropyran produced in the Diels-Alder reaction. However, this method has the disadvantage that the process is long and the raw materials are expensive and difficult to obtain.
In addition, a method of oxidizing 1,5-pentanediol is also known, but this method also has the disadvantages that the raw materials are expensive and the purity of the obtained glutaraldehyde is very poor. Therefore, glutaraldehyde is extremely expensive compared to other chemical products, and it is hoped that a method for producing glutaraldehyde of high purity using inexpensive raw materials that can be easily synthesized chemically will be developed. ing. From such an industrial standpoint, the development of a method for producing glutaraldehyde using cyclopentene, which is industrially available at relatively low cost, as a raw material is expected. The general method for producing glutaraldehyde by oxidizing cyclopentene is to synthesize 1,2-cyclopentanediol from cyclopentene, and oxidize this 1,2-cyclopentanediol with an oxidizing agent such as lead tetraacetate or periodic acid. method is known. Also known is a method in which cyclopentene is reacted with ozone to form ozonide, which is then reductively decomposed to obtain glutaraldehyde. The former method has good reaction selectivity, but as an intermediate raw material,
The disadvantages are that it is necessary to produce 1,2-cyclopentanediol and that lead tetraacetate and periodic acid used as oxidizing agents are stoichiometrically consumed as oxidizing agents rather than as catalysts. The latter method has the disadvantage that it is not suitable for production on an industrial scale because it produces ozonide, which has a risk of explosion, as a reaction intermediate. Conventionally, a method has been proposed in which cyclopentene is oxidized with hydrogen peroxide in the presence of a molybdenum compound and a boron compound (for example, Japanese Patent Publication No. 52-28606
issue). However, this method has some drawbacks. Firstly, the reaction must be carried out in a non-aqueous system since the reaction stops due to the presence of water. That is, commercially available low-concentration hydrogen peroxide solutions cannot be used, and water-free hydrogen peroxide obtained by extraction with an organic solvent must be used. Even if you do that, water will still be generated when hydrogen peroxide reacts with cyclopentene, so
This water must be removed continuously. The second problem is that a large amount of 1,2-cyclopentanediol is produced as a by-product. This diol is a substance that is very difficult to separate from glutaraldehyde and must be suppressed as a by-product as much as possible since it reduces the purity of the glutaraldehyde product. The third drawback is that the glutaraldehyde produced by the reaction is further oxidized to carboxylic acid, and the glutaraldehyde produced is wasted. For the reasons mentioned above, it is clear that it is difficult to produce highly pure glutaraldehyde using this method, and it is also difficult to improve the yield. Therefore, industrialization of a method using hydrogen peroxide is considered to be extremely difficult. Recognizing this situation, the inventors of the present invention have conducted intensive research into a method for producing glutaraldehyde, which is an important chemical raw material, at low cost and efficiently, and have completed the present invention. That is, the present invention provides cyclopentene and alkylidene peroxide in the presence of a catalyst containing at least one compound selected from compounds of elements of groups b, b, b, and b of periods 4, 5, and 6 of the periodic table. The present invention relates to a method for producing glutaraldehyde by reacting glutaraldehyde. The method of the present invention is characterized in that it is possible to easily produce glutaraldehyde with high yield and high purity from cyclopentene, which is industrially available at low cost. That is, in the method of the present invention, 1,
There are almost no 2-cyclopentanediol and other by-products, and once glutaraldehyde is produced, it is not further oxidized to carboxylic acid or consumed by condensation reactions, so The glutaraldehyde produced in the reaction is characterized by being extremely easy to purify. The catalysts used in the process of the present invention are b, b, and b of periods 2, 5, and 6 of the periodic table.
b, b and group elements i.e. Ti, Zr,
Hf, V, Nb, Cr, Mo, W, Mn, Re, Fe,
It is a mixture of at least one or more of Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, and Pt compounds. These compounds are used in the form of complexes of elements with zero valence, or inorganic or organic compounds with various valences. Inorganic compounds of these elements include oxides, mixed oxides, hydroxides, oxyacids, heteropolyacids,
Mention may be made of these salts and esters. These salts are derived from inorganic hydroacids, oxyacids and organic carboxylic or sulfonic acids having up to 40 carbon atoms. The elemental complex is mainly a complex called an organometallic complex, which usually has a valence of 0 to +6 and is coordinated by an organic group and/or an inorganic group. Examples of catalysts that can be used in the present invention are as follows. i.e. titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, chromium,
Molybdenum, tungsten, manganese, rhenium, iron, cobalt, nickel, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium and platinum metal carbonyls, (V(CO) 6 , Cr
(CO) 6 Mo(CO) 6 , W(CO) 6 , Fe(CO) 5 , Ni
(CO) 4 , Ru 3 (CO) 12 , Os 3 (CO) 12 , etc.); oxides of these metals (MoO 2 , Mo 2 O 5 , Mo 2 O 3 , MoO 3 ,
WO2 , W2O5 , WO6 , CrO2 , Cr2O3 , CrO3 ,
VO 2 , V 2 O 5 , ZrO 2 , TiO 2 , HfO 2 , NbO 2 ,
Nb 2 O 3 , MnO 2 , FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , CoO,
CO 3 O 4 , NiO, Rh 2 O 3 , OsO 4 , Re 2 O 7 , etc.), inorganic acid salts such as oxychlorides, fluorides, chlorides, bromides, iodides, nitrates, sulfates, phosphates, etc. ,
Pyrophosphate, polyphosphate, borate, carbonate, formate, acetate, propionate, butyrate,
Isobutyrate, caproate, caprylate, laurate, laurate, naphthenate, stearate, oxalate, succinate, glutarate, adipate, benzoate, phthalate Organic acid salts such as benzenesulfonates, acetylacetonates, phthalocyanine complexes, molybdic acid, tungstic acid, vanadic acid, chromic acid, osmic acid and corresponding heteropolyacids, and alkali metal or alkaline earth of the above acids. Examples include metal salts and cyclopentadienyl compounds. There is no problem in using a mixture of one or more of the above compounds. Furthermore, according to known methods, alumina, silica,
It is also possible to use silica alumina, zeolite, etc., or in some cases supported on a carrier such as an organic polymer. The alkylidene peroxide used in the method of the present invention has a

【式】結合を有する化 合物であり、一般式 (R1〜R4は水素または炭素数1〜16のアルキ
ル基、シクロアルキル基およびアリール基およ
び/またはこれらの誘導体を示す。R1とR2およ
び/またはR3とR4はアルキレン鎖で連結し環を
形成していてもよい。またnは1〜10の整数であ
る)で示されるものである。これらのアルキリデ
ンパーオキサイドとしては一般的にはケトンパー
オキサイドとパーオキシケタールが知られてい
る。 ケトンパーオキサイドはたとえばケトン化合物
に過酸化水素を作用させて製造することができる
が、N.A Milas,J.Am.Chem.Soc.,81,3358,
3361,5824,6461(1959)によれば下記一般式に
示すような7〜8種類にもおよぶ成分の混合物で
あることが知られている。
[Formula] A compound having a bond, with the general formula (R 1 to R 4 represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, a cycloalkyl group, an aryl group, and/or a derivative thereof. R 1 and R 2 and/or R 3 and R 4 are alkylene chains. They may be connected to form a ring, and n is an integer of 1 to 10). Ketone peroxide and peroxyketal are generally known as these alkylidene peroxides. Ketone peroxide can be produced, for example, by reacting hydrogen peroxide with a ketone compound;
3361, 5824, 6461 (1959), it is known that it is a mixture of as many as 7 to 8 components as shown in the following general formula.

【式】【formula】 【式】【formula】

【式】【formula】

【式】 (ここでR1,R2は水素または炭素数1〜16の
アルキル基、シクロアルキル基、アリール基を示
す) 本反応においてはいずれのパーオキサイドの活
性酸素も有効に利用することができる。またパー
オキシケタールはケトンに有機ヒドロパーオキサ
イドを作用させて製造することができ、
[Formula] (Here, R 1 and R 2 represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, a cycloalkyl group, or an aryl group) In this reaction, the active oxygen of any peroxide can be effectively utilized. can. Peroxyketals can also be produced by reacting ketones with organic hydroperoxides.

【式】(ここでR1,R2は水素また は炭素数1〜16のアルキル基、シクロアルキル
基、アリール基を示し、R3,R4は炭素数1〜16
のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基を
示す) の構造を有している。 これらの化合物の具体的な例をあげるとアセト
ンパーオキサイド,メチルエチルケトンパーオキ
サイド,メチルイソブチルケトンパーオキサイ
ド、ジイソブチルケトンパーオキサイド、シクロ
ヘキサノンパーオキサイド、3,3,5―トリメ
チルシクロヘキサノンパーオキサイド、アセチル
アセトンパーオキサイド、2,2―ビス(t―ブ
チルパーオキシ)ブタン、n―ブチル―4,4―
ビス(t―ブチルパーオキシ)バレレート、1,
1―ビス(t―ブチルパーオキシ)シクロヘキサ
ン、1,1―ビス(t―ブチルパーオキシ)―
3,3,5―トリメチルシクロヘキサンなどがあ
る。反応においては上記のアルキリデンパーオキ
サイドを1種以上の混合物として使用しても何ら
支障はない。またケトン化合物の混合物に過酸化
水素を作用させて調製した混合ケトンパーオキサ
イドやヒドロパーオキサイドの混合物をケトン化
合物に作用させて調製した混合パーオキシケター
ルも使用することができる。さらにまた、反応系
中で調製したアルキリデンパーオキサイドの使用
もできる。以上のような方法の他の触媒量のパー
オキサイドの存在下、あるいは光照射下に酸素を
供給しながらケトン化合物よりアルキリデンパー
オキサイドを生成させて、シクロペンテンの触媒
酸化を行つてグルタルアルデヒドを製造する方法
も可能である。 本発明においてはシクロペンテンとアルキリデ
ンパーオキサイドを均一に混合し、さらに触媒を
十分に分散もしくは均一に溶解するため、および
反応を穏やかな条件下で実施するために下記のご
とき溶媒を用いることが好ましい。すなわち、炭
素数1〜40のカルボン酸、リン酸、ホスホン酸、
スルホン酸およびこれらのエステル、アミド類、
さらにはエーテル類などがあげられる。これらの
具体的な例としてはエチルアセテート、イソプロ
ピルアセテート、ブチルアセテート、イソアミル
アセテート、シクロヘキシルアセテート、エチル
プロピオネート、ブチルプロピオネート、エチル
ブチレート、メチルベンゾエート、エチルベンゾ
エート、ジメチルフタレート、ジエチルフタレー
ト、ジメチルテレフタレート、ジエチルテレフタ
レート、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセト
アミド、ジメチル硫酸、トリエチルホスフエー
ト、トリブチルホスフエート、トリヘキシルホス
フエート、トリオクチルホスフエート、メタンホ
スホン酸ジメチルエステル、ジブチルエーテル、
ジイソアミルエーテルなどがあげられる。 本発明を実施するにあたつて、アルキリデンパ
ーオキサイドの反応液中の濃度は急激な反応によ
る発熱、暴走の危険を防ぐために1〜50重量パー
セントの範囲が望ましく、特に3〜25重量パーセ
ントの範囲であることが好ましい。 さらに本発明の方法を実施するにあたつて触
媒、アルキリデンパーオキサイドおよびシクロペ
ンテンの反応器への添加順序に特に制限はない。
たとえば触媒にアルキリデンパーオキサイドの溶
液を添加したのちシクロペンテンを加えてもよい
し、アルキリデンパーオキサイドの溶液とシクロ
ペンテンを混合したのちに触媒を加えてもよい。
さらに、これらの必須成分の添加は一度に行つて
もよいし、また分割して行つてもよい。 本発明の方法にしたがつてシクロペンテンを酸
化するに際しては触媒の使用量は広範囲に変化で
きるが、触媒量が少ないと反応速度が遅く、逆に
触媒が多いと反応は速いが触媒費が高くなること
よりオレフイン1モルに対して10-5モルから10-1
モルが好ましく、特に10-4モルから10-2モルの量
の使用が望ましい。 本方法で用いるアルキリデンパーオキサイドの
使用量は広範囲にわたつて変化させることができ
る。しかしアルキリデンパーオキサイドを過剰に
用いることは経済的でないばかりでなく、未反応
のアルキリデンパーオキサイドの回収または不活
性化などの後処理を行う必要が生じる。したがつ
てアルキリデンパーオキサイドはシクロペンテン
1モルに対して活性酸素として0.1グラム原子か
ら4.0グラム原子、好ましくは0.5グラム原子から
2.0グラム原子の量を用いることが好ましい。 本発明の方法を実施するにあたつてはアルキリ
デンパーオキサイドの自己分解による消費を防
ぎ、かつグルタルアルデヒドがさらに酸化させる
のを防止するために反応を高温で行うことは好ま
しくない。一方本方法を低温で行うと反応速度が
遅くなるという欠点がある。したがつて本方法は
−40℃から150℃までの温度範囲、特に−20℃か
ら+100℃までの温度域で実施することが好まし
い。さらに本発明を実施する反応時間は反応温度
および反応系の組成によつて変化するが、通常は
反応は短時間で終了する。たとえば反応時間を5
時間かければ十分に反応は進む。本反応は回分法
でも連続法でも行うことができる。 本発明の方法によるとシクロペンテンからグル
タルアルデヒドを高収率で安価に製造できるだけ
でなく、酸化反応に伴う危険性を回避できるとい
う大きな特徴がある。 以下に実施例をあげて本発明を説明するが、本
発明はこれらに限定されるものではない。 実施例 1 (注) 上記式中のパーオキサイドはメチルエチルケ
トンパーオキサイドの代表的な成分の構造を示
す。 撹拌機および還流冷却管を備えた200c.c.ガラス
製反応容器にMoO2(C5H7O220.35g、ジメチル
フタレート60gおよびシクロペンテン13.6gを添
加したのち、31℃に昇温し撹拌しながら活性酸素
濃度10.5wt%のメチルエチルケトンパーオキサイ
ドのジメチルフタレート溶液32gを添加した。 1.5時間加熱撹拌を続けたのち、反応液を液相
がFFAP(free fatty acid polyester)のカラム
を用いたガスクロマトグラフイーにより分析した
ところ、反応液中にはグルタルアルデヒドが
5.8wt%含有されていた。なお1,2―シクロペ
ンタンジオールおよびグルタル酸はまつたく検出
されなかつた。また反応液よりグルタルアルデヒ
ドを水で抽出したのち、2,4―ジニトロフエニ
ルヒドラジンと反応させてグルタルアルデヒドの
収量を求めたところ、グルタルアルデヒドが6.1
g生成していることがわかつた。さらに反応液中
の未反応のケトンパーオキサイドの含有量をヨー
ドメトリーで測定した結果、ケトンパーオキサイ
ドの分解率は61%であつた。これは反応したケト
ンパーオキサイドに対するグルタルアルデヒドの
選択率が95%であることを意味している。 実施例 2〜24 実施例1と同様な方法でシクロペンテンの酸化
を行い、反応液を実施例1に示した方法に従い分
析したところ、表1のような結果が得られた。
[Formula] (where R 1 and R 2 represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, a cycloalkyl group, or an aryl group, and R 3 and R 4 have 1 to 16 carbon atoms.
(indicates an alkyl group, cycloalkyl group, or aryl group). Specific examples of these compounds include acetone peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, methyl isobutyl ketone peroxide, diisobutyl ketone peroxide, cyclohexanone peroxide, 3,3,5-trimethylcyclohexanone peroxide, acetylacetone peroxide, 2 , 2-bis(t-butylperoxy)butane, n-butyl-4,4-
Bis(t-butylperoxy)valerate, 1,
1-bis(t-butylperoxy)cyclohexane, 1,1-bis(t-butylperoxy)-
Examples include 3,3,5-trimethylcyclohexane. In the reaction, there is no problem in using one or more of the above alkylidene peroxides as a mixture. Also usable are mixed ketone peroxides prepared by reacting a mixture of ketone compounds with hydrogen peroxide, and mixed peroxyketals prepared by reacting a mixture of hydroperoxides with a ketone compound. Furthermore, it is also possible to use alkylidene peroxide prepared in the reaction system. Glutaraldehyde is produced by catalytic oxidation of cyclopentene by producing alkylidene peroxide from a ketone compound while supplying oxygen in the presence of a catalytic amount of peroxide or under light irradiation using the method described above. method is also possible. In the present invention, it is preferable to use the following solvents in order to uniformly mix cyclopentene and alkylidene peroxide, to sufficiently disperse or uniformly dissolve the catalyst, and to carry out the reaction under mild conditions. That is, carboxylic acids having 1 to 40 carbon atoms, phosphoric acids, phosphonic acids,
Sulfonic acids and their esters, amides,
Further examples include ethers. Specific examples of these include ethyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, isoamyl acetate, cyclohexyl acetate, ethyl propionate, butyl propionate, ethyl butyrate, methyl benzoate, ethyl benzoate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dimethyl Terephthalate, diethyl terephthalate, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethyl sulfate, triethyl phosphate, tributyl phosphate, trihexyl phosphate, trioctyl phosphate, methanephosphonic acid dimethyl ester, dibutyl ether,
Examples include diisoamyl ether. In carrying out the present invention, the concentration of alkylidene peroxide in the reaction solution is preferably in the range of 1 to 50 weight percent, particularly in the range of 3 to 25 weight percent, in order to prevent heat generation and runaway risk due to rapid reaction. It is preferable that Further, in carrying out the method of the present invention, there is no particular restriction on the order in which the catalyst, alkylidene peroxide and cyclopentene are added to the reactor.
For example, cyclopentene may be added after adding a solution of alkylidene peroxide to the catalyst, or the catalyst may be added after mixing a solution of alkylidene peroxide and cyclopentene.
Furthermore, these essential components may be added at once or in portions. When oxidizing cyclopentene according to the method of the present invention, the amount of catalyst used can be varied over a wide range; however, if the amount of catalyst is small, the reaction rate will be slow; if the amount of catalyst is too large, the reaction will be fast but the catalyst cost will be high. In particular, from 10 -5 mol to 10 -1 per mol of olefin.
Moles are preferred, particularly amounts of 10 −4 to 10 −2 mol are preferred. The amount of alkylidene peroxide used in the process can vary over a wide range. However, using an excessive amount of alkylidene peroxide is not only uneconomical, but also requires post-treatment such as recovery or inactivation of unreacted alkylidene peroxide. Therefore, alkylidene peroxide has an active oxygen content of 0.1 to 4.0 gram atoms, preferably 0.5 gram atoms to 1 mole of cyclopentene.
Preferably, a 2.0 gram atom amount is used. In carrying out the method of the present invention, it is not preferable to carry out the reaction at high temperatures in order to prevent consumption of alkylidene peroxide by autolysis and to prevent further oxidation of glutaraldehyde. On the other hand, when this method is carried out at low temperatures, the reaction rate is slow. The process is therefore preferably carried out in the temperature range from -40°C to 150°C, especially in the temperature range from -20°C to +100°C. Furthermore, although the reaction time for carrying out the present invention varies depending on the reaction temperature and the composition of the reaction system, the reaction usually completes in a short time. For example, reaction time is 5
The reaction will progress sufficiently if given enough time. This reaction can be carried out either batchwise or continuously. The method of the present invention not only enables the production of glutaraldehyde from cyclopentene in high yield at low cost, but also has the great feature of avoiding the dangers associated with oxidation reactions. The present invention will be explained below with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. Example 1 (Note) Peroxide in the above formula shows the structure of a typical component of methyl ethyl ketone peroxide. After adding 0.35 g of MoO 2 (C 5 H 7 O 2 ) 2 , 60 g of dimethyl phthalate and 13.6 g of cyclopentene to a 200 c.c. glass reaction vessel equipped with a stirrer and a reflux condenser, the temperature was raised to 31°C. While stirring, 32 g of a dimethyl phthalate solution of methyl ethyl ketone peroxide having an active oxygen concentration of 10.5 wt% was added. After heating and stirring for 1.5 hours, the reaction solution was analyzed by gas chromatography using a column whose liquid phase was FFAP (free fatty acid polyester), and it was found that glutaraldehyde was present in the reaction solution.
It contained 5.8wt%. Note that 1,2-cyclopentanediol and glutaric acid were not detected at all. In addition, after extracting glutaraldehyde from the reaction solution with water, the yield of glutaraldehyde was determined by reacting it with 2,4-dinitrophenylhydrazine.
It was found that g was generated. Furthermore, as a result of measuring the content of unreacted ketone peroxide in the reaction solution by iodometry, the decomposition rate of ketone peroxide was 61%. This means that the selectivity of glutaraldehyde to the reacted ketone peroxide is 95%. Examples 2 to 24 When cyclopentene was oxidized in the same manner as in Example 1, and the reaction solution was analyzed according to the method shown in Example 1, the results shown in Table 1 were obtained.

【表】【table】

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Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジ
ウム、ニオブ、クロム、モリブデン、タングステ
ン、マンガン、レニウム、鉄、コバルト、ニツケ
ル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミ
ウム、イリジウムおよび白金からなる群より選択
される元素の化合物から選ばれる少なくとも1種
を含む触媒の存在下にシクロペンテンとアルキリ
デンパーオキサイドとを反応させることを特徴と
するグルタルアルデヒドの製造方法。
1 Selected from compounds of elements selected from the group consisting of titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, rhenium, iron, cobalt, nickel, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, and platinum. A method for producing glutaraldehyde, which comprises reacting cyclopentene and alkylidene peroxide in the presence of a catalyst containing at least one type of glutaraldehyde.
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