JPH03135932A - 1,3‐プロパンジオールの製法 - Google Patents
1,3‐プロパンジオールの製法Info
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- JPH03135932A JPH03135932A JP2208303A JP20830390A JPH03135932A JP H03135932 A JPH03135932 A JP H03135932A JP 2208303 A JP2208303 A JP 2208303A JP 20830390 A JP20830390 A JP 20830390A JP H03135932 A JPH03135932 A JP H03135932A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
- C07C29/132—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group
- C07C29/136—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH
- C07C29/14—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH of a —CHO group
- C07C29/141—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH of a —CHO group with hydrogen or hydrogen-containing gases
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
- C07C45/61—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups
- C07C45/64—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by introduction of functional groups containing oxygen only in singly bound form
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔錘業上の利用分野〕
本発明は、酸性カチオン交換樹脂の存在で、アクロレイ
ンを7に和し、引続き、3−ヒドロキシプロパンア鴛デ
ヒドを触媒的に水素化することによシ1,6−ブロパン
ツオールを製造する方法に関する・ 〔従来の技術〕 1.3−7’ロバンクオールは、ポリエステル及びポリ
ワレタンのモノマー構成成分として、並びに環状化合物
合成用の出発物質として多方面の使用可能に有する。1
,3−プロバンクオールの製造のためには、既に多くの
方法が提案されており、これには、Og−及びC,−*
酸成分殊にアクロレインから出発するものが提案されて
いる◎ 米国特許(trs−ps)第24 54 110号明細
書から公知のように、アクロレインは、酸性触媒の存在
で水和することができ、この際6−ヒドロキシプロピオ
ンアルデヒドが形成される。
ンを7に和し、引続き、3−ヒドロキシプロパンア鴛デ
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ツオールを製造する方法に関する・ 〔従来の技術〕 1.3−7’ロバンクオールは、ポリエステル及びポリ
ワレタンのモノマー構成成分として、並びに環状化合物
合成用の出発物質として多方面の使用可能に有する。1
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方法が提案されており、これには、Og−及びC,−*
酸成分殊にアクロレインから出発するものが提案されて
いる◎ 米国特許(trs−ps)第24 54 110号明細
書から公知のように、アクロレインは、酸性触媒の存在
で水和することができ、この際6−ヒドロキシプロピオ
ンアルデヒドが形成される。
反応は、高められ九温度で、水中のアクロレイy O5
〜301i jI′% #液及び酸例えば6N酸、燐酸
又はこれら酸の酸性塩を触媒として使用して実施するの
が有利である0水和の際に得られろ反応混合物を、場合
によシ未反応のアクロレインの除去の後に、慣用の水素
化触媒の存在で水素化する口この3−ヒドロキシプロピ
オンアルデヒドを水素化して1.3−プロバンクオール
にするために、水素化に作用する金属例えばF’s、
Co、 Ni、CulAg%Mo、W、Vlor。
〜301i jI′% #液及び酸例えば6N酸、燐酸
又はこれら酸の酸性塩を触媒として使用して実施するの
が有利である0水和の際に得られろ反応混合物を、場合
によシ未反応のアクロレインの除去の後に、慣用の水素
化触媒の存在で水素化する口この3−ヒドロキシプロピ
オンアルデヒドを水素化して1.3−プロバンクオール
にするために、水素化に作用する金属例えばF’s、
Co、 Ni、CulAg%Mo、W、Vlor。
Rhs Pd、Oss 工r、pti1a以上′kt万
する触媒が好適である〇 この米国特許第24 34 110号明細書に記載の方
法の欠点は、殊に、水和工程の間にアクロレイン消費性
縮合反応に帰因する1、5−プロパンジオールの低い収
率である0無機酸性触媒作用水和の選択率は、更に、極
めて着るしくアクロレイン変換率に依存し、紹容しうる
選択率を得るためには、低いアクロレイン変換率で水和
を終了させるが、これは、同時に僅かな9時収率をも次
らす〇 この予め堅められた方法の欠点を低下させるために、例
えばアクロレインの二重結合の所への低級カルボンm1
に付加することによる試みもなされているが、これは水
素化に引続き鹸化を必要とし、付加的に、カルボン酸の
再循環t−困難にしている(米国特軒第2658479
号明#Iv参照)0触媒として二酸化炭票を用いるアク
ロレインの水和も公知であるが、この方法は長い反応時
間を必要とする(DE−O8第1905823号参照)
0 例えば、燐酸又はゾヒドロゲンホス7エート’に触媒と
して用いて、アクロレインの7111t51iE施でき
ることはmuされてい友が、引続く水素化の際には、未
反応のアクロレイン変換率の反応混合物を使用する場合
には問題が現われる。
する触媒が好適である〇 この米国特許第24 34 110号明細書に記載の方
法の欠点は、殊に、水和工程の間にアクロレイン消費性
縮合反応に帰因する1、5−プロパンジオールの低い収
率である0無機酸性触媒作用水和の選択率は、更に、極
めて着るしくアクロレイン変換率に依存し、紹容しうる
選択率を得るためには、低いアクロレイン変換率で水和
を終了させるが、これは、同時に僅かな9時収率をも次
らす〇 この予め堅められた方法の欠点を低下させるために、例
えばアクロレインの二重結合の所への低級カルボンm1
に付加することによる試みもなされているが、これは水
素化に引続き鹸化を必要とし、付加的に、カルボン酸の
再循環t−困難にしている(米国特軒第2658479
号明#Iv参照)0触媒として二酸化炭票を用いるアク
ロレインの水和も公知であるが、この方法は長い反応時
間を必要とする(DE−O8第1905823号参照)
0 例えば、燐酸又はゾヒドロゲンホス7エート’に触媒と
して用いて、アクロレインの7111t51iE施でき
ることはmuされてい友が、引続く水素化の際には、未
反応のアクロレイン変換率の反応混合物を使用する場合
には問題が現われる。
非常にπ効なニッケル水素化触媒の使用の際には、触媒
のmb返し使用の場合に、水素化変換率も反応速度も迅
速に低下する0このことは、高められた触媒消費量tも
たらす0 付加的に蒸溜後処理の間の水和触媒の存在によ)、分解
による生成物ロスがもしくは予め中和する場合には装置
の栓轟及びスケール付着が起こる0これらの記載の問題
は、部分的には、この水和触媒をイオン交換樹脂倉用い
て水素化の前に反応混合物から除去するか又は3−ヒド
ロキシプロピオンアルデヒドを反応混合物から抽出によ
り分離し、次−で水素化する際に、少なくする仁とがで
きるoしかしながら、高価な水素化触媒の消費nt低め
るための2つの2名択一的方法は、付IJO的な装置を
必要とし、高いエネルギー経費及び付加的に廃水の問題
忙もたらし、これに伴ない1.3−プロパン7オールの
製造コストを高めるO 米国特許(U13−PEI)第3536763号明細書
に記載の方法によれば、弱酸性カチオン交換樹脂(その
官能基はカルボキシル基である)の存在で、40〜12
0℃で7X和ft実施している0有利にアルカリ金属−
、アルカリ土類金属−又は土類金属−カルボキシレート
の形で官能基0.1〜5%が存在すべ龜であるo3−ヒ
ト薗キシプロピオンアルデヒドの収率は、約80tsで
あシ、この際この収率は、25〜65qbのアクロレイ
ン変換車と関係ないとしている0この文献は、3−ヒド
ロキシプロピオンアルデヒドの公知水素化による1、3
−プロパンジオールt、生じることをも包含している0 この米国籍#!F第3536763号明細書記載の方法
の後処理の際に、カルボキシル!t−Wするイオン交換
樹脂の触媒作用が認めることがで1cBAらかにし九〇
即ち、これら触媒は高い温度〔発明が解決しようとする
@退〕 従って、本発明の課題は、酸性カチオン交換樹脂の存在
でのアクロレインの水和及び引続く触媒的水素化によυ
、水和工程での高い空時収率及び良好な選択藁で実施す
ることので亀る、1、3一ブ党バンンオール11−展造
する改良法を提供することである0この水和の際に得ら
れる反応混合物は、次のチャー7での触媒の再使用t−
司能にし、これによυこの方法の&街性を改良するため
に水素化触媒の活性にもできるだけ僅かに影響ナベきで
ある0 酸性カチオン交換樹脂の存在で、3−ヒドロキシプロピ
オンアルデヒドの形成下にアクロレインを水和すること
によシ1,6−ブロパンゾオールkm造する場合で、ア
クロレインと水とを重量比1:2〜1:20で、30〜
120°0及び1〜20バールの、@囲の圧力で反応さ
せ、イオン交換体及び未反応のアクロレインが存在する
場合にはこれを反応混合物から分離除去し引続き、公知
条件下に、液相又は気相で、慣用の水素化触媒の使用下
に、3−ヒドロキシプロピオンアルデヒドの触媒的水素
化を行なう本発明による1、6−プロパンジオールの製
法ハ、ホスホン酸基を有するカチオン交換樹脂を使用す
ることt−特命とする・ 本発明によシ使用すべきカチオン交換樹脂は、Wlhの
ホスホン酸基t−t7Nする◎このホスホン酸基は部分
的には、アルカリ金属又はアルカリ土類金5oriit
性塩として存在していてよいが、一般に遊離のホスホン
酸基が有利である昏反応媒体中に不溶であるこのイオン
交換体は、架橋位at−有するポリマーマトリックス七
基材とし、触媒作用に寄与するホスホン酸基を化学的に
埋包して官有している0このホスホン険基は、脂肪族C
−原子に結合してiるのが有利である。
のmb返し使用の場合に、水素化変換率も反応速度も迅
速に低下する0このことは、高められた触媒消費量tも
たらす0 付加的に蒸溜後処理の間の水和触媒の存在によ)、分解
による生成物ロスがもしくは予め中和する場合には装置
の栓轟及びスケール付着が起こる0これらの記載の問題
は、部分的には、この水和触媒をイオン交換樹脂倉用い
て水素化の前に反応混合物から除去するか又は3−ヒド
ロキシプロピオンアルデヒドを反応混合物から抽出によ
り分離し、次−で水素化する際に、少なくする仁とがで
きるoしかしながら、高価な水素化触媒の消費nt低め
るための2つの2名択一的方法は、付IJO的な装置を
必要とし、高いエネルギー経費及び付加的に廃水の問題
忙もたらし、これに伴ない1.3−プロパン7オールの
製造コストを高めるO 米国特許(U13−PEI)第3536763号明細書
に記載の方法によれば、弱酸性カチオン交換樹脂(その
官能基はカルボキシル基である)の存在で、40〜12
0℃で7X和ft実施している0有利にアルカリ金属−
、アルカリ土類金属−又は土類金属−カルボキシレート
の形で官能基0.1〜5%が存在すべ龜であるo3−ヒ
ト薗キシプロピオンアルデヒドの収率は、約80tsで
あシ、この際この収率は、25〜65qbのアクロレイ
ン変換車と関係ないとしている0この文献は、3−ヒド
ロキシプロピオンアルデヒドの公知水素化による1、3
−プロパンジオールt、生じることをも包含している0 この米国籍#!F第3536763号明細書記載の方法
の後処理の際に、カルボキシル!t−Wするイオン交換
樹脂の触媒作用が認めることがで1cBAらかにし九〇
即ち、これら触媒は高い温度〔発明が解決しようとする
@退〕 従って、本発明の課題は、酸性カチオン交換樹脂の存在
でのアクロレインの水和及び引続く触媒的水素化によυ
、水和工程での高い空時収率及び良好な選択藁で実施す
ることので亀る、1、3一ブ党バンンオール11−展造
する改良法を提供することである0この水和の際に得ら
れる反応混合物は、次のチャー7での触媒の再使用t−
司能にし、これによυこの方法の&街性を改良するため
に水素化触媒の活性にもできるだけ僅かに影響ナベきで
ある0 酸性カチオン交換樹脂の存在で、3−ヒドロキシプロピ
オンアルデヒドの形成下にアクロレインを水和すること
によシ1,6−ブロパンゾオールkm造する場合で、ア
クロレインと水とを重量比1:2〜1:20で、30〜
120°0及び1〜20バールの、@囲の圧力で反応さ
せ、イオン交換体及び未反応のアクロレインが存在する
場合にはこれを反応混合物から分離除去し引続き、公知
条件下に、液相又は気相で、慣用の水素化触媒の使用下
に、3−ヒドロキシプロピオンアルデヒドの触媒的水素
化を行なう本発明による1、6−プロパンジオールの製
法ハ、ホスホン酸基を有するカチオン交換樹脂を使用す
ることt−特命とする・ 本発明によシ使用すべきカチオン交換樹脂は、Wlhの
ホスホン酸基t−t7Nする◎このホスホン酸基は部分
的には、アルカリ金属又はアルカリ土類金5oriit
性塩として存在していてよいが、一般に遊離のホスホン
酸基が有利である昏反応媒体中に不溶であるこのイオン
交換体は、架橋位at−有するポリマーマトリックス七
基材とし、触媒作用に寄与するホスホン酸基を化学的に
埋包して官有している0このホスホン険基は、脂肪族C
−原子に結合してiるのが有利である。
特に、1(11i07t/M、1!1個又f12111
1(7)Ojll子を介し℃ホスホン酸基と結合してい
るケレート形成性アミノホスホン陵基t−臀するイオン
交換体が特に好適である◎ボリステロールマトリックス
ヲ有シ、ジビニルペンゾールで架橋されてお多官能基と
して構造−nu−ana−po5m、、のアミノメタン
ホスホン除晶を有する交換樹脂は、本発明方法における
優れた特性を有する0官能晶の密度は、一般に、交換樹
脂1@当91〜3歯量(m+−形)の範B円にある・交
換樹脂は、イオン51!換体に慣用のバール形で使用す
るのが有利である0 アクロレイン及びXt−51:2〜1:20殊に1 :
5−1 : 10−W利に1=3〜1:6の重量比で水
和工程に導入する。3−ヒドロキシプロピオンアルデヒ
ドへの変換は、30〜120℃の温度範囲で行なう04
0℃からの又は100℃以上の範囲の温度が有利で69
.40℃を下まわる温度は、一般に、長い反応時間をも
たらし、100℃を上まわる温度は、低い遣損率及び交
換amの耐用時間に関する問題を生じる0%に、50〜
90℃で水素化を行なうのが有利で娶る0 アクロレインの沸点以下の温度範囲では、この反応を常
圧又は中程度の圧力で行なうことができる0アクロレイ
ンの沸点付近又はそれ以上の反応温度では、約2〜20
バールの圧力で操作する0特に有利な50〜90゛0の
温度範囲では2〜5バールの範囲の圧力が好適であると
判明し九0 通例、水とアクロレインとの反応で3−ヒドロキシプロ
ピオンアルデヒドになる選択率は、アクロレイン変換率
の上昇に伴ない低下し、比較可能な選択量低下は、カル
ボキシル基に’llするカチオン交換樹脂でも観県され
九〇約80チのアクロレイン変換率を約3ostで低め
ることによυ、1°、3−プロパンジオールの収率は、
水和からの混合物を、禾反応のアクロレインの溜去の後
にラネーニッケルを用いて水素化する際に、そのアクロ
レイン変jA2ifSに対して約60優から80%以上
まで上昇する0従って、50〜80q4殊に40〜60
慢の間のアクロレイン変換率が有利である0 所望の場合には、アクロレイン−水−混合物に1合阻止
剤例えばヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテ
ル又はブチリル化されたフェノールをM動量で添加する
ことかで1!るO水和は、不連続的に又は連続的に行な
うことができ、その際、公知の反応器例えは攪拌反応器
、ホース状反応器、浮動層−流動庵−及び流動管反応器
を使用することができろO流動管原理により作動する反
応器は、ホース状−及び攪拌反応器に比べて有利である
0ホスホン酸基をMする酸性カチオン交換体を甲に有し
・刀■熱内能なジャケラ)1−備えた流動管を通る負流
速度並びに反応温度を、所望のアクロレイン変換率を達
成するように調節する0反応源度で*和触媒の不存在下
に反応混合物が存在する大皐い死容童(Totvolu
m4ha) t−さける場合には、反応混合物をイオン
交換体層上にl&+9返し導通することもできる0 通例、沈殿又は濾過により行なうか又はイオン交換のた
めに公知の装置の使用時に実際に自動的に行なわれるイ
オン交換体の分離の後に、反応混合物から、必要な場合
には未反応の7クロレインを除去する。30〜80%の
アクロレイン変換率で、この手段は常に推奨されろ0そ
れというのも、アクロレインは、これが水含有アクロレ
インとして分離される際にも、直接、この工程に戻すこ
とができるからである0このアクロレインの分離は、公
知方法で、殊に、有利に減圧及び80℃よシ低い温度で
の黒潮によシ実施することができる0特に、反応混合物
を薄層蒸発器に導ひくのが好適であplこの際、温和な
条件下で、禾反応のアクロレインも反応混合物の水の1
部分も一緒に溜去される0こうして、缶内生成物として
6−ヒドpキシプロピオンアルデヒドの濃水溶液が得ら
れ、これは水素化及びこの方法のエネルゼー消費に有利
に作用する。
1(7)Ojll子を介し℃ホスホン酸基と結合してい
るケレート形成性アミノホスホン陵基t−臀するイオン
交換体が特に好適である◎ボリステロールマトリックス
ヲ有シ、ジビニルペンゾールで架橋されてお多官能基と
して構造−nu−ana−po5m、、のアミノメタン
ホスホン除晶を有する交換樹脂は、本発明方法における
優れた特性を有する0官能晶の密度は、一般に、交換樹
脂1@当91〜3歯量(m+−形)の範B円にある・交
換樹脂は、イオン51!換体に慣用のバール形で使用す
るのが有利である0 アクロレイン及びXt−51:2〜1:20殊に1 :
5−1 : 10−W利に1=3〜1:6の重量比で水
和工程に導入する。3−ヒドロキシプロピオンアルデヒ
ドへの変換は、30〜120℃の温度範囲で行なう04
0℃からの又は100℃以上の範囲の温度が有利で69
.40℃を下まわる温度は、一般に、長い反応時間をも
たらし、100℃を上まわる温度は、低い遣損率及び交
換amの耐用時間に関する問題を生じる0%に、50〜
90℃で水素化を行なうのが有利で娶る0 アクロレインの沸点以下の温度範囲では、この反応を常
圧又は中程度の圧力で行なうことができる0アクロレイ
ンの沸点付近又はそれ以上の反応温度では、約2〜20
バールの圧力で操作する0特に有利な50〜90゛0の
温度範囲では2〜5バールの範囲の圧力が好適であると
判明し九0 通例、水とアクロレインとの反応で3−ヒドロキシプロ
ピオンアルデヒドになる選択率は、アクロレイン変換率
の上昇に伴ない低下し、比較可能な選択量低下は、カル
ボキシル基に’llするカチオン交換樹脂でも観県され
九〇約80チのアクロレイン変換率を約3ostで低め
ることによυ、1°、3−プロパンジオールの収率は、
水和からの混合物を、禾反応のアクロレインの溜去の後
にラネーニッケルを用いて水素化する際に、そのアクロ
レイン変jA2ifSに対して約60優から80%以上
まで上昇する0従って、50〜80q4殊に40〜60
慢の間のアクロレイン変換率が有利である0 所望の場合には、アクロレイン−水−混合物に1合阻止
剤例えばヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテ
ル又はブチリル化されたフェノールをM動量で添加する
ことかで1!るO水和は、不連続的に又は連続的に行な
うことができ、その際、公知の反応器例えは攪拌反応器
、ホース状反応器、浮動層−流動庵−及び流動管反応器
を使用することができろO流動管原理により作動する反
応器は、ホース状−及び攪拌反応器に比べて有利である
0ホスホン酸基をMする酸性カチオン交換体を甲に有し
・刀■熱内能なジャケラ)1−備えた流動管を通る負流
速度並びに反応温度を、所望のアクロレイン変換率を達
成するように調節する0反応源度で*和触媒の不存在下
に反応混合物が存在する大皐い死容童(Totvolu
m4ha) t−さける場合には、反応混合物をイオン
交換体層上にl&+9返し導通することもできる0 通例、沈殿又は濾過により行なうか又はイオン交換のた
めに公知の装置の使用時に実際に自動的に行なわれるイ
オン交換体の分離の後に、反応混合物から、必要な場合
には未反応の7クロレインを除去する。30〜80%の
アクロレイン変換率で、この手段は常に推奨されろ0そ
れというのも、アクロレインは、これが水含有アクロレ
インとして分離される際にも、直接、この工程に戻すこ
とができるからである0このアクロレインの分離は、公
知方法で、殊に、有利に減圧及び80℃よシ低い温度で
の黒潮によシ実施することができる0特に、反応混合物
を薄層蒸発器に導ひくのが好適であplこの際、温和な
条件下で、禾反応のアクロレインも反応混合物の水の1
部分も一緒に溜去される0こうして、缶内生成物として
6−ヒドpキシプロピオンアルデヒドの濃水溶液が得ら
れ、これは水素化及びこの方法のエネルゼー消費に有利
に作用する。
所望の場合には、アクロレインの除かれた5−ヒドロキ
シプロピオンアルデヒドの水性反応混合物から、極性有
機溶剤例えば低級エステル又はイソブタノールを用いて
抽出し、この形で水素化に供することができるOこの実
施形は、水素化工程で迅速にH2〜吸収をするが、抽出
及び有機溶液の回収の丸めの無視できない経費がその妨
げとなっている0従って、水性3−ヒドロキシ−プロピ
オンアルデヒドの直接水素化が有利になる0 液相中での3−ヒドロキシプロピオンアルデヒドの触媒
的水素化は自体公知方法でかつ慣用の水素化装置中で実
施する0触媒は、懸濁され丸形それ自体で又は担体結合
して存在するか又は固定層触媒の成分であってもよいか
又は均一触媒も挙げられうる0懸濁触媒として、糧々の
他の触媒作用金属でドーピングされていてよいラネーニ
ッケル並びに活性炭上の白金が特に好適である0固定層
触媒とは、米国特許(US−Pa)第2434110号
の評価の際に挙げられている物質がこれに該当し、ニッ
ケル触媒は、特に1要な触媒として立証されている0累
索化ナベ!溶液が2.5〜6.5特に6付近のPH値t
−有し、水素化温度が25〜100℃の範囲にある場合
に、この水素化工程で高い空時収率が得られるO原則的
に、3−ヒドロキシプロピオンアルデヒドは、気相で接
触的に水素化することができ(西ドイツ特許12054
601号#照)、従って、本発明による水和にこの水素
化の実施形も接続することができるO 実施例から明らかなように、本発BAによシ使用すべき
ホスホン酸基を有するカチオン交換樹脂は、カルボキシ
ル基を有する公知のイオン交換体を用いる場合よシも著
るしく高い空時収率を可能にする0この際、このホスホ
ン酸基含有イオン交換樹脂の有利な作用は、高い反応性
の結果であυ、同時に、反応温度は低く保つことができ
、これによシ、高い選択性に遅することができる0比較
司能な条件下で′同じ装置中で実施され九実験で、本発
明による交換樹脂を用いると、約り、68ta−1のI
tHaV値(1iquid hourlyapaoa
voloaity )が得られ、米国脣許纂35367
65号によるイオン交換体の場合のIIHsv値は約[
1,4St、−1であったO本発明により製造ちれた3
−ヒドロΦシプロパンアルデヒド水溶液の水素化の際に
、ニッケルー*素化触媒は、水和時に生じるなお燐酸塩
t−tWする溶液の場合よりも非常にゆつくp失活化さ
れる0従って、本発明方法では、触媒を何回も繰シ返し
使用することができる0〔実施例〕 例1及び2 弱酸性のづオン交換体(Lewatit ONP 80
。
シプロピオンアルデヒドの水性反応混合物から、極性有
機溶剤例えば低級エステル又はイソブタノールを用いて
抽出し、この形で水素化に供することができるOこの実
施形は、水素化工程で迅速にH2〜吸収をするが、抽出
及び有機溶液の回収の丸めの無視できない経費がその妨
げとなっている0従って、水性3−ヒドロキシ−プロピ
オンアルデヒドの直接水素化が有利になる0 液相中での3−ヒドロキシプロピオンアルデヒドの触媒
的水素化は自体公知方法でかつ慣用の水素化装置中で実
施する0触媒は、懸濁され丸形それ自体で又は担体結合
して存在するか又は固定層触媒の成分であってもよいか
又は均一触媒も挙げられうる0懸濁触媒として、糧々の
他の触媒作用金属でドーピングされていてよいラネーニ
ッケル並びに活性炭上の白金が特に好適である0固定層
触媒とは、米国特許(US−Pa)第2434110号
の評価の際に挙げられている物質がこれに該当し、ニッ
ケル触媒は、特に1要な触媒として立証されている0累
索化ナベ!溶液が2.5〜6.5特に6付近のPH値t
−有し、水素化温度が25〜100℃の範囲にある場合
に、この水素化工程で高い空時収率が得られるO原則的
に、3−ヒドロキシプロピオンアルデヒドは、気相で接
触的に水素化することができ(西ドイツ特許12054
601号#照)、従って、本発明による水和にこの水素
化の実施形も接続することができるO 実施例から明らかなように、本発BAによシ使用すべき
ホスホン酸基を有するカチオン交換樹脂は、カルボキシ
ル基を有する公知のイオン交換体を用いる場合よシも著
るしく高い空時収率を可能にする0この際、このホスホ
ン酸基含有イオン交換樹脂の有利な作用は、高い反応性
の結果であυ、同時に、反応温度は低く保つことができ
、これによシ、高い選択性に遅することができる0比較
司能な条件下で′同じ装置中で実施され九実験で、本発
明による交換樹脂を用いると、約り、68ta−1のI
tHaV値(1iquid hourlyapaoa
voloaity )が得られ、米国脣許纂35367
65号によるイオン交換体の場合のIIHsv値は約[
1,4St、−1であったO本発明により製造ちれた3
−ヒドロΦシプロパンアルデヒド水溶液の水素化の際に
、ニッケルー*素化触媒は、水和時に生じるなお燐酸塩
t−tWする溶液の場合よりも非常にゆつくp失活化さ
れる0従って、本発明方法では、触媒を何回も繰シ返し
使用することができる0〔実施例〕 例1及び2 弱酸性のづオン交換体(Lewatit ONP 80
。
Bay@r社m)を用いて(例1/技術水準)かつ、ア
ミノホスホネートfii−Mする酸性イオン交換体(D
uolite O467、Rohm aa Baas社
#)を用いて(例2/本発明による)、アクロレインの
水和を、循環装置中、40℃で実施する0この循珈製置
は、イオン交換樹脂300.wjが装入されている二重
ジャフット−ガラスカラム(長さ600111.内径2
5m)、循環導管内の回転ポンプ、2J−貯蔵槽、試料
採取接続管、−一電極及び温度針兼びに圧力平衡化用の
還流冷却器を包含するO イオン交換体を公知方法で■−形に変え、引続き全装置
をアクロレイン水浴液1jで洗浄する。この装置に、新
たにアクロレイン水済液(17,8重量−)950dt
−装入した後に、この溶液を40℃で数時間にわたり、
このイオン交換樹脂上にポンプ導入しく2.7j/h)
、この水和の経過を1ガスクロマトグラフイによシ(ア
クロレイン及び3−ヒドロキシプロピオンアルデヒド(
HIIA) ) sかクアルデヒド滴定によシ追跡する
0 得られる結果を次光に示す: カルボキシル基をπするイオン交換体は・アクロレイン
−及びHPA−濃度の時間と関連する経過から明らかな
ように、本発明によるアミノホスフェート基t−Wする
イオン交換体よりも著るしく活性が低いollj定によ
シ測定さnたアルデヒド濃度の経過は、更に、本発明に
よp使用されるイオン交換体では僅かな刷産物形成を示
している0 例3〜7 ホース状反応器を有する工業用装置中で、カルボキシル
基tWする公知のカチオン交換樹脂(例3及び4)及び
本発明によるアミノホスホネート基1kMするカチオン
交換樹脂(例5〜7)を連続的操作で、糧々の温度及び
帯慟時間で、9時収率(ここではLHav−値として記
載)1−測定する丸めに、相互に比較するO この装置は、主として、アクロレイン水溶液の製造及び
供給用の装置、ホース状反応器、反応生成物収容の丸め
の受器並びに安全装置、創建装置及び調節装置よシなる
0このホース状反応器(6,2))は、反応溶液の恒温
化のための二重シャフット管、回転ポンプ及び%膏の反
応管(これは触媒層−イオン交換樹脂41t−含有する
)よシ成る0このホース状反応器から、排出物はフィル
タ及び関節5f+を介して受器に通じているO イオン交換樹脂【常法で、H−形に変え、酸不含になる
まで洗浄するOこのイオン交換体を反応管に充填し、装
置の機能検査した後にアクロレイン及び水を所望の割合
で、ホース状反応器内に供給し、回転させる(約19D
J/h)。
ミノホスホネートfii−Mする酸性イオン交換体(D
uolite O467、Rohm aa Baas社
#)を用いて(例2/本発明による)、アクロレインの
水和を、循環装置中、40℃で実施する0この循珈製置
は、イオン交換樹脂300.wjが装入されている二重
ジャフット−ガラスカラム(長さ600111.内径2
5m)、循環導管内の回転ポンプ、2J−貯蔵槽、試料
採取接続管、−一電極及び温度針兼びに圧力平衡化用の
還流冷却器を包含するO イオン交換体を公知方法で■−形に変え、引続き全装置
をアクロレイン水浴液1jで洗浄する。この装置に、新
たにアクロレイン水済液(17,8重量−)950dt
−装入した後に、この溶液を40℃で数時間にわたり、
このイオン交換樹脂上にポンプ導入しく2.7j/h)
、この水和の経過を1ガスクロマトグラフイによシ(ア
クロレイン及び3−ヒドロキシプロピオンアルデヒド(
HIIA) ) sかクアルデヒド滴定によシ追跡する
0 得られる結果を次光に示す: カルボキシル基をπするイオン交換体は・アクロレイン
−及びHPA−濃度の時間と関連する経過から明らかな
ように、本発明によるアミノホスフェート基t−Wする
イオン交換体よりも著るしく活性が低いollj定によ
シ測定さnたアルデヒド濃度の経過は、更に、本発明に
よp使用されるイオン交換体では僅かな刷産物形成を示
している0 例3〜7 ホース状反応器を有する工業用装置中で、カルボキシル
基tWする公知のカチオン交換樹脂(例3及び4)及び
本発明によるアミノホスホネート基1kMするカチオン
交換樹脂(例5〜7)を連続的操作で、糧々の温度及び
帯慟時間で、9時収率(ここではLHav−値として記
載)1−測定する丸めに、相互に比較するO この装置は、主として、アクロレイン水溶液の製造及び
供給用の装置、ホース状反応器、反応生成物収容の丸め
の受器並びに安全装置、創建装置及び調節装置よシなる
0このホース状反応器(6,2))は、反応溶液の恒温
化のための二重シャフット管、回転ポンプ及び%膏の反
応管(これは触媒層−イオン交換樹脂41t−含有する
)よシ成る0このホース状反応器から、排出物はフィル
タ及び関節5f+を介して受器に通じているO イオン交換樹脂【常法で、H−形に変え、酸不含になる
まで洗浄するOこのイオン交換体を反応管に充填し、装
置の機能検査した後にアクロレイン及び水を所望の割合
で、ホース状反応器内に供給し、回転させる(約19D
J/h)。
アクロレイン/3−ヒドロキシプロピオンアルデヒド平
衡の調!(これは試料のガスクロマトグラフィ検3Il
:によシ確g)の後に、%有の連続的操作を開始し、こ
の際、温度、圧力、流量及び組成を把掘又は測定するO
次光に主要な作例4(技術水準)と例5(本発明の方法
)との比較は、本発明によるイオン交換体の使用の際の
比較可能な操作条件で、その変換車は、選択aC1−損
なうことなしに技術水準のそれに比べて約15%だけ高
めることができる@付加的に、比較例6は、本発明によ
るイオン交換体の使用の際に、IIEsv−値を約50
%高めることができ、その際、その変換車は適度に低く
なるだけであるが、同時に選択率は上昇し、空時収率即
ち単位時間及び反応容器容量当)の生成ヒドロ中シブp
ピオンアルデヒド量は、こうして、50%以上も高めら
れる(例4と比較)0例4と比較した例7から明らかな
ように、本発明によれは、20℃だけ低い反応温度にも
かかわらず、技術水準によル可能であるよル紘著るしく
高い空時収率を得ることができる・ 例8 固定層触媒(ML / AJtos / Elloa
) K 接L テの例6によυ得らnた3−ヒドロキシ
プロピオンアルデヒド(HPk)の水溶*10*素化例
6の反応浴数から、落屑蒸発器の使用下に、約65℃で
かつ減圧下に、未反応のアクロレイン及び同時に水01
部分を除去する0通常の構造の水素化反応話中に、Ii
I’A I、49モルを含有する水浴液75Ddk導入
し、触媒140y上で回転させる。55℃、150バー
ルのH3−圧で(仁れは水素化の間に106バールまで
低下する)、4時間水素添加する。 HPA−変換率は
100!jであり、1.3−ブセバンVオールの収率は
、78−である(定量ガスクロマトグラフィ)0反応鰺
液の後処理は自体公伸の方法で黒潮によシ行なう◎ 例9〜11 本発明によるアミノホスホネート基t−v−rbカチオ
ン交換樹脂を含有する流動管反応器を備えた連続的実験
装置中で、選択された温度でアクロレイン−水−混合物
を反応させ、生じ九HPA−溶液を未反応のアクウレイ
ンの分離除去の後に触媒的に水素化し、得られる1、3
−プロパンジオールt 611j定する@ 装置は、主としてアクロレイン水溶液の製造及び供給用
の装置、長さ2500mで、合計11、3Jのイオン交
換樹脂が充填式れている特殊鋼製のサーモスタット可能
な管3本からなる反応器並びにフィルター 受器及び測
定装置及び調節装置よシ成る。
衡の調!(これは試料のガスクロマトグラフィ検3Il
:によシ確g)の後に、%有の連続的操作を開始し、こ
の際、温度、圧力、流量及び組成を把掘又は測定するO
次光に主要な作例4(技術水準)と例5(本発明の方法
)との比較は、本発明によるイオン交換体の使用の際の
比較可能な操作条件で、その変換車は、選択aC1−損
なうことなしに技術水準のそれに比べて約15%だけ高
めることができる@付加的に、比較例6は、本発明によ
るイオン交換体の使用の際に、IIEsv−値を約50
%高めることができ、その際、その変換車は適度に低く
なるだけであるが、同時に選択率は上昇し、空時収率即
ち単位時間及び反応容器容量当)の生成ヒドロ中シブp
ピオンアルデヒド量は、こうして、50%以上も高めら
れる(例4と比較)0例4と比較した例7から明らかな
ように、本発明によれは、20℃だけ低い反応温度にも
かかわらず、技術水準によル可能であるよル紘著るしく
高い空時収率を得ることができる・ 例8 固定層触媒(ML / AJtos / Elloa
) K 接L テの例6によυ得らnた3−ヒドロキシ
プロピオンアルデヒド(HPk)の水溶*10*素化例
6の反応浴数から、落屑蒸発器の使用下に、約65℃で
かつ減圧下に、未反応のアクロレイン及び同時に水01
部分を除去する0通常の構造の水素化反応話中に、Ii
I’A I、49モルを含有する水浴液75Ddk導入
し、触媒140y上で回転させる。55℃、150バー
ルのH3−圧で(仁れは水素化の間に106バールまで
低下する)、4時間水素添加する。 HPA−変換率は
100!jであり、1.3−ブセバンVオールの収率は
、78−である(定量ガスクロマトグラフィ)0反応鰺
液の後処理は自体公伸の方法で黒潮によシ行なう◎ 例9〜11 本発明によるアミノホスホネート基t−v−rbカチオ
ン交換樹脂を含有する流動管反応器を備えた連続的実験
装置中で、選択された温度でアクロレイン−水−混合物
を反応させ、生じ九HPA−溶液を未反応のアクウレイ
ンの分離除去の後に触媒的に水素化し、得られる1、3
−プロパンジオールt 611j定する@ 装置は、主としてアクロレイン水溶液の製造及び供給用
の装置、長さ2500mで、合計11、3Jのイオン交
換樹脂が充填式れている特殊鋼製のサーモスタット可能
な管3本からなる反応器並びにフィルター 受器及び測
定装置及び調節装置よシ成る。
ラネーニッケル厖触媒を用いる3−ヒドロキシプロピオ
ンアルデヒドの水素化 6時間にわた’)、18.3(w1%アクロレイン溶液
を反応器温度50℃及び触媒装荷率LH8V −0,2
5h””で、イオン交換樹脂を充填され丸管3本の2本
にポンプ導入す4oアクロレイン変換率は49.0 %
である0得られた溶液から弱い真空下で、i埋的に公知
の方法で、アクロレインを除き、少量宛、高圧オートク
レーブ中で、溶液1に9轟pニッケル含有懸濁触媒11
、39の使用下に、50℃及び水素初圧135バールで
触媒の繰り返し使用のもとに水素添加する0濾過の後に
、全溶液から回転蒸発器で水の主景量を除き、残分から
真9′s溜によpl、3−プμパンゾオールが、反応し
たアクロレインに対して77.0優の収ぶて得られる0 貴金属触媒を用いる6−ヒドロキシプロピオンアルデヒ
ド(BPA)の*素化 前記例と同様に、18、3(wlチアクロレイン浴液を
、前記の6本の反応管に、58℃、触媒装荷率Lnsv
−0,22h−1及びアクロレイン変換率69.1チ
で、ポンプ導入することによシ得られ、未反応アクロレ
インが除去されたHPA−溶液を、例9に記載と同様な
方法で*素化し、但し、ニンクル含[X本化融媒の代p
に、口金官有率10%の粉状白金−活性炭−触媒を便用
する。aiJS液甲で、得られ九1,6−ブロパンシオ
ールtガスクロマトグラフィによυ測定する0選択率は
、反応したアクロレインに対して74.5%である〇 原理的に同じ方法で、17.5%アクロレイン溶液を、
本発明のイオン交換樹脂の充填ざnた反応管の1本に、
58℃、触媒装荷ax LHsv −〇、69 h−1
でポンプ導入し、アクロレイン変換$ 34.996
テ得らit タnpA溶液t、前記例と同様に、未反応
のアクロレインの分離除去の後に水素化する0足量的ガ
スクロマトグラフィによシ測定された選択率は、−反応
したアクロレインに対して85.1%であるO
ンアルデヒドの水素化 6時間にわた’)、18.3(w1%アクロレイン溶液
を反応器温度50℃及び触媒装荷率LH8V −0,2
5h””で、イオン交換樹脂を充填され丸管3本の2本
にポンプ導入す4oアクロレイン変換率は49.0 %
である0得られた溶液から弱い真空下で、i埋的に公知
の方法で、アクロレインを除き、少量宛、高圧オートク
レーブ中で、溶液1に9轟pニッケル含有懸濁触媒11
、39の使用下に、50℃及び水素初圧135バールで
触媒の繰り返し使用のもとに水素添加する0濾過の後に
、全溶液から回転蒸発器で水の主景量を除き、残分から
真9′s溜によpl、3−プμパンゾオールが、反応し
たアクロレインに対して77.0優の収ぶて得られる0 貴金属触媒を用いる6−ヒドロキシプロピオンアルデヒ
ド(BPA)の*素化 前記例と同様に、18、3(wlチアクロレイン浴液を
、前記の6本の反応管に、58℃、触媒装荷率Lnsv
−0,22h−1及びアクロレイン変換率69.1チ
で、ポンプ導入することによシ得られ、未反応アクロレ
インが除去されたHPA−溶液を、例9に記載と同様な
方法で*素化し、但し、ニンクル含[X本化融媒の代p
に、口金官有率10%の粉状白金−活性炭−触媒を便用
する。aiJS液甲で、得られ九1,6−ブロパンシオ
ールtガスクロマトグラフィによυ測定する0選択率は
、反応したアクロレインに対して74.5%である〇 原理的に同じ方法で、17.5%アクロレイン溶液を、
本発明のイオン交換樹脂の充填ざnた反応管の1本に、
58℃、触媒装荷ax LHsv −〇、69 h−1
でポンプ導入し、アクロレイン変換$ 34.996
テ得らit タnpA溶液t、前記例と同様に、未反応
のアクロレインの分離除去の後に水素化する0足量的ガ
スクロマトグラフィによシ測定された選択率は、−反応
したアクロレインに対して85.1%であるO
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 アクロレインと水とを1:2〜1:20の重量比で
、30〜120℃かつ1〜20バールの圧力で反応させ
る方法で、酸性カチオン交換樹脂の存在下で3−ヒドロ
キシプロピオンアルデヒドの形成下にアクロレインを水
和し、イオン交換体を分離し、かつ未反応のアクロレイ
ンが存在する場合には、これを反応混合物から分離し、
引続き、自体公知の条件下で、3−ヒドロキシプロパン
アルデヒドを液相又は気相で慣用の水素化触媒の使用下
に触媒的に水素化することにより1,3−プロパンジオ
ールを製造する場合に、ホスホン酸基を有するカチオン
交換樹脂を使用することを特徴とする1,3−プロパン
ジオールの製法。 2、ケレート形成性アミノホスホン酸基を有するカチオ
ン交換樹脂を使用する、請求項1記載の方法。 3、水和段階でアクロレイン及び水を1:2〜1:6の
重量比で使用する、請求項1又は2記載の方法。 4、水和を50〜90℃で実施する、請求項1から3ま
でのいずれか1項記載の方法。 5、アクロレイン変換率30〜80%まで水和し引続き
、イオン交換体を分離除去し、次いで、未反応のアクロ
レインを、水和工程に戻すために、水性反応混合物から
溜出させる、請求項1から4までのいずれか1項記載の
方法。 6、水和を流動管内で実施し、この際、この反応混合物
をこの流動管内に1回通すことにより所望のアクロレイ
ン変換率に達する、請求項1から5までのいずれか1項
記載の方法。 7、水溶液中の3−ヒドロキシプロピオンアルデヒドの
触媒的水素化を、2.5〜6.5の範囲のpH値で、5
0〜90℃の温度で実施する、請求項1から6までのい
ずれか1項記載の方法。 8、3−ヒドロキシプロピオンアルデヒドの水素化をニ
ッケル含有懸濁−又は固定層触媒の存在で実施する、請
求項1から7までのいずれか1項記載の方法。
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|---|---|---|---|
| DE3926136A DE3926136A1 (de) | 1989-08-08 | 1989-08-08 | Verfahren zur herstellung von 1,3-propandiol |
| DE3926136.0 | 1989-08-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03135932A true JPH03135932A (ja) | 1991-06-10 |
| JP2641604B2 JP2641604B2 (ja) | 1997-08-20 |
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|---|---|---|---|
| JP2208303A Expired - Lifetime JP2641604B2 (ja) | 1989-08-08 | 1990-08-08 | 1,3‐プロパンジオールの製法 |
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|---|---|
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| EP (1) | EP0412337B1 (ja) |
| JP (1) | JP2641604B2 (ja) |
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| DE (2) | DE3926136A1 (ja) |
| DK (1) | DK0412337T3 (ja) |
| ES (1) | ES2058698T3 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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