JPH04182442A - ネオペンチルグリコールの製造方法 - Google Patents
ネオペンチルグリコールの製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
ペンチルグリコールの製造する方法に関する。
ル樹脂、ポリウレタン樹脂、アルキッド樹脂、ポリカー
ボネート樹脂、その地回塑剤、合成潤滑油、繊維加工剤
、界面活性剤などの産業上広範な用途を持つものであり
、工業的に極めて重要な中間原料である。
る二通りの方法がある。
ドを、強アルカリ性触媒、例えば苛性ソーダ、苛性カリ
、水酸化カルシウム等の存在下に、アルドール縮合反応
と交叉カニッツアロ反応なる二段の反応を行なって目的
物のネオペンチルグリコールを得る方法である。しかし
この方法では、例えば苛性ソーダを用いると目的物と等
モル量の蟻酸ソーダが副生ずるため、この蟻酸ソーダを
有効に利用しない限り工業的なネオペンチルグリコール
製造方法としては成立たないと言う欠点を有している。
の反応により得られるヒドロキシピバルアルデヒドを、
触媒の存在下に水素化して目的物のネオペンチルグリコ
ールを得るものであり、蟻酸ソーダの副生を伴わない方
法である。
特公昭53−17568号、英国特許第12.1916
2号、米国特許第3920760号、米国特許第402
1496号、英国特許第1048530号、EP特許第
44412号、EP特許第44444号及び米国特許第
4855515号等が知られており、水素化反応用触媒
としてラネーNi系、Ni−Cr系、(:u−Zn系、
Cu−Al系、Cu−Cr系、Cu−Cr−Ba系およ
びCu−Cr−Mn系等が開示されている。
オペンチルグリコールを得る方法では種々の触媒が提案
されている。しかしながらこれらの公知触媒では、触媒
活性が充分でな(、高圧条件下で反応を実施せねばなら
ないこと、更に原料ヒドロキシピバルアルデヒド中に含
まれる微量不純物の影響を受けて長期間充分なる触媒活
性を維持し得ないこと等の問題がある。ラネー触媒の場
合には、触媒活性及び持続性に欠点があることに加えて
、触媒調製や取扱いが容易ではないこと、更にスラリー
状にて使用するために工程が複雑化しプロセス上好まし
くないこと等の種々の課題を有する。またクロムを含有
する触媒は、クロムが有する毒性のために工業触媒とし
て触媒の製造、取扱いには厳重な注意が必要である。
てネオペンチルグリコールを製造する方法において上述
の如き課題を解消すべく鋭意研究の結果、従来知られて
いる触媒と全く異なる銅、亜鉛およびジルコニウムを含
有する触媒が極めて優れた触媒性能を有することを見出
した。
化してネオペンチルグリコールを製造するに際し、銅、
亜鉛およびジルコニウムを含有する触媒を使用すること
を特徴とするネオペンチルグリコールの製造方法である
。
コニウム酸化物を含有する触媒が優れた性能を有してい
る。本発明による触媒は、高活性を有してその持続性が
高いことと共に、優れた触媒強度を有している。
テル、ジオキサン等のエーテル類、或いは、n−へブタ
ン等の飽和炭化水素類等の溶媒、またはこれらの混合溶
媒が用いられる。これらの溶媒の存在下、銅、亜鉛およ
びジルコニウムを含有する触媒を使用し、イソブチルア
ルデヒドとホルムアルデヒドとを縮合させて得られるヒ
ドロキシピバルアルデヒドを水素化することによって、
ネオペンチルグリコールが安定して高収率で得られる。
、塩基性触媒の存在下にイソブチルアルデヒドとホルム
アルデヒドのアルドール縮合反応により容易に得ること
ができる。例えば、ホルムアルデヒドに対するイソブチ
ルアルデヒドの仕込みモル比を0.8〜1.3倍モル、
好ましくは1.1〜1.2倍モルとし、トリメチルアミ
ンやトリエチルアミン等の第3級アミン類触媒の存在下
において、15〜95℃で縮合反応を行なう方法、また
は苛性ソーダなどの強アルカリ触媒の存在下で15〜4
0℃で縮合反応を行なう方法により得ることができる。
ヒドとしては、上記アルドール縮合反応生成液から未反
応のイソブチルアルデヒド及びホルムアルデヒドを除去
したもの、或いはこれらの未反応アルデヒド類と触媒の
3級アミン類を除去したもの、または反応生成液そのま
まの状態のものを用いることができる。更にアルドール
縮合反応生成液から未反応のイソブチルアルデヒド及び
ホルムアルデヒドを除去した後、−旦水中でヒドロキシ
ピバルアルデヒドの二量体を晶析させたものを原料とす
ることもできる。この二量体は、水素化反応に際してヒ
ドロキシピバルアルデヒド単量体として反応に与るため
、全く支障はな(本発明の方法に適用される。またアル
ドール縮合液からC4以上のアルコール等を用いてヒド
ロキシピバルアルデヒドを抽出した溶液を原料とするこ
ともできる。
ピバルアルデヒドに対して適量の水、またはアルコール
類およびこれらの混合物を溶媒とした仕込原料液を調製
し、次いで銅、亜鉛およびジルコニウム元素を含有する
触媒の存在下に水素化反応を行なわせる。通常この仕込
原料液中には、未反応イソブチルアルデヒド、ホルムア
ルデヒド、第3級アミン及びそれらから派生したアミン
化合物、蟻酸塩等の不純物が含まれるが、その許容量は
0.5wt%以下である。
縮合反応液から晶析で得たヒドロキシピバルアルデヒド
の二量体を原料とする場合には、溶媒に溶解させて反応
を行うことが好ましく、水、メタノール等のアルコール
類、およびこれらの混合物が好適に使用される。水とメ
タノールを混合して溶媒とする場合には、両者を任意の
比率で混合使用することができる。
チルグリコール、或いは溶媒を含む水素化反応生成物が
共存しても良(、実際には水とネオペンチルグリコール
を溶媒とし、これにヒドロキシピバルアルデヒドを溶解
して原料とすることもできる。
有する触媒であればその調製方法に特に制限は無(、従
来知られている方法で調製することができる。例えば、
銅酸化物、亜鉛酸化物及びジルコニウム酸化物を粉状で
、或いは水を加えてペースト状でこれらを混合し、成形
して触媒とすることができる。また銅、亜鉛の可溶塩と
沈殿剤とから得られる沈殿を酸化銅、酸化亜鉛とし、こ
れとジルコニウム酸化物を混合し、成形して触媒とする
ことができる。
を混合して得られる沈殿物と亜鉛塩の水溶液と沈殿剤水
溶液とを混合して得られる沈殿物、または銅および亜鉛
塩の混合水溶液と沈殿剤とを混合して得られる共沈殿物
に対して、別に調製したジルコニウム沈殿物を加える方
法、或いは本発明触媒の構成成分である銅、亜鉛、ジル
コニウム塩の混合水溶液から共沈殿として前駆体を得、
銅酸化物、亜鉛酸化物、ジルコニウム酸化物を含有する
触媒とする方法は、触媒性能の安定性、再現性から好ま
しい。
して使用され、例えば硝酸塩、塩酸塩、硫酸塩、酢酸塩
等が挙げられるが、特に硝酸塩、酢酸塩の使用は好まし
い。また酸化亜鉛粉末を原料として使用する場合にはC
O2を吹込む方法を用いることができる。ジルコニウム
も水溶性の塩として使用されるが、例えばジルコニウム
アルコキシド、オキシ硝酸ジルコニウム、酢酸ジルコニ
ウム等が挙げられる。
沈殿剤、例えば炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リ
チウム、炭酸アンモニウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸
カリウム、重炭酸アンモニウム、水酸化ナトリウム、水
酸化リチウム、アンモニア水等の苛性アルカリ類、炭酸
アルカリ類、重炭酸アルカリ類及びアンモニア水等であ
る。沈殿の生成反応の温度は90℃以下の温度であり、
室温でも行うことができる。
銅と亜鉛を担持させることもできる。この場合、銅ある
いは亜鉛には上記の塩類が用いられる。この担持による
調製方法は、銅、亜鉛担持量あまり高くできず、せいぜ
い20wt%程度迄である。従って沈殿法による調製法
と比較すると若干活性が低くなる。
触媒の銅と亜鉛の比は、銅l原子に対し0.05〜2原
子、好ましくは0.07〜1.5原子である。銅と亜鉛
比がこれらの範囲から外れた場合には活性が低く、ネオ
ペンチルグリコールとヒドロキシピバルアルデヒドのア
セタール化合物が副生じたり、水素化分解等による副生
成物が生じ易くなると共に寿命が短(なる。触媒中のジ
ルコニウムは酸化物として存在することが好ましく、そ
の割合は銅l原子に対し、ジルコニウムが0.05〜2
原子、好ましくは0.07〜1. 7原子である。
ある混合物は、室温より高い温度、好ましくは80〜1
30℃で乾燥し、200〜800℃で焼成した後、実施
態様に応じて成形し、本発明の触媒として使用される。
土、シリカ、グラファイト等のフィラーを混合すること
ができる。これらのフィラーは、銅及び亜鉛、或いは銅
、亜鉛およびジルコニウムの沈殿物等の前駆体調製時に
加えても、成形前に混合して加えても良い。
スにより還元し、活性化してから反応に供される。また
反応器内においてメタノール蒸気を導いて活性化するこ
ともできる。
デヒド濃度は、5〜80重量%の濃度であり、15〜6
0重量%が好ましい。これより希薄の場合には、生成ネ
オペンチルグリコールと溶媒との分離に困難さを伴い、
且つ蒸発により溶媒を分離するのためのエネルギー負担
が大きい。又これより高濃度の場合には、ヒドロキシピ
バルアルデヒド間のチシェンコ反応が起りヒドロキシピ
バリン酸ネオペンチルグリコールエステルが副生ずるの
で工業的に得策で無い。
前述の溶媒下でのヒドロキシピバルアルデヒド原料中に
、銅、亜鉛及びジルコニウムを含有する触媒を分散また
は懸濁させるか、或いは当該触媒を充填したカラムに原
料液を供給するかの方法により、ヒドロキシピバルアル
デヒドの水素化反応が行われる。
ても行なうことができる。反応温度は、60〜250℃
、好ましくは80〜200℃の範囲である。反応圧力は
1〜150Kg/cm2、好ましくは5〜80Kg/c
m2の範囲であり、水素を導入して圧力を維持する。
コールの分離回収は、蒸留法や溶媒抽出法等によって行
なわれる。
素化してネオペンチルグリコールを製造する方法におい
て、充分なる触媒活性と選択性を発現させ、且つ安定し
た長寿命触媒を実現し得る点でその工業的意義は極めて
大きい。
明はこれらの実施例によって何ら制限を受けるものでは
ない。
ヒド、ネオペンチルグリコール、イソブチルアルデヒド
、トリエチルアミン及びヒドロキシピバリン酸ネオペン
チルグリコールエステルにを、それぞれHPA、NPG
、IBA、TEA、及びHPNEと略記して示す。また
触媒組成は、銅、亜鉛およびジルコニウムの原子比で表
す。
ルマリン水溶液とIBAおよびTEAを用いて反応させ
、HPA濃度約25wt%になるように水とメタノール
を加えて調製した。その組成は、HPA 25.02
wt%、IBA O,03wt%、TEA 0
.42wt%、メタノール 49.20wt%、水 2
4.82wt%、HPNE O,08wt%、NPG
o、22wt%、その他 0.2wt%であった。
5%)550gをイオン交換水 2.5矛に溶解して4
0℃に保った。次に重炭酸アンモニウム 197.5g
をイオン交換水 51に溶解して40°Cとした溶液に
、撹拌下、上記オキシ硝酸ジルコニウム水溶液を注加し
て40°Cで30分間保持した後、濾過・洗浄し酸化ジ
ルコニウム源のケーキ約 830gを得た。
溶解し40°Cに保った。次に無水炭酸ナトリウム 2
83gをイオン交換水 3.51に溶解して40℃とし
た後、撹拌下に上記硝酸銅水溶液を注加し、銅スラリー
を調製した。一方、硝酸亜鉛(6水塩)347gを l
pのイオン交換水に溶解した溶液と、無水炭酸ナトリウ
ム145gを11のイオン交換水に溶解した溶液をそれ
ぞれ40℃とし、同時に前記銅スラリーへ加え、406
Cで40分間保持の後70℃に昇温し、30分維持した
。この後濾過、洗浄しケーキ 830gを得た。
源のケーキ 390gを摺潰機に入れ、混練してペース
トを得た。ペーストを80℃で乾燥、380℃で2時間
焼成の後32メツシユに粉砕し、グラファイト3wt%
を添加混合して打錠成形した。この打錠成形触媒を20
〜32メツシユに破砕し、N2−H2混合ガス気流下、
170℃で還元し、活性化した。
15gのアルドール液、活性化した1gの触媒を仕込み
、蓋をしてオートクレーブ内を水素ガスで充分に置換し
、20Kg/cm2まで水素ガスを導入した。
に昇温し反応させた。反応終了後オートクレーブを氷水
で冷却しオートクレーブ内の残圧をパージし、反応液を
ガスクロマトグラフにより分析した。
水に溶解して40℃に保持した。別に硝酸銅(3水塩)
317gと硝酸亜鉛(6水塩)295gを51のイオン
交換水に溶解し、上記の重炭酸アンモニウム溶液を撹拌
下に注加した。その後30分で80℃に昇温し、30分
間保持後40℃に冷却した。
オン交換水に溶解し、40℃に保持した。別にオキシ硝
酸ジルコニウム(2水塩)378gを5βのイオン交換
水に溶解し、上記の重炭酸アンモニウム溶液を撹拌下に
注加し、沈殿を生成させた。
むスラリー溶液を撹拌下に混合し、30分間保持後、濾
過・洗浄し、ケーキを得た。
製した。触媒の活性評価試験は反応条件が異なる以外は
実施例1と同様とした。
50gをイオン交換水 141に溶解し、40℃に保持
した。また別に、重炭酸アンモニウム 1.23Kgを
イオン交換水 301に溶解し、上記の銅−亜鉛溶液を
撹拌下に注加した。
40℃に冷却した。
水溶液(Zr02として25%)3.38Kgをイオン
交換水 13Aに溶解した40°Cの溶液と、重炭酸ア
ンモニウム 1.22Kgをイオン交換水 30I2に
溶解した406Cの溶液を撹拌下に注油混合し、その温
度で30分間保持後濾過・洗浄してケーキを得た。以後
の工程は実施例1と同様に行ない、得られた触媒の活性
評価試験は反応条件が異なる以外は実施例1と同様とし
た。結果を反応条件とともに第1表に示す。
.5Aに溶解し、液温を40℃に保持した。次に重炭酸
アンモニウム 9.20Kgをイオン交換水 90I2
に溶解し、溶液を40°Cとした後、撹拌下に上記硝酸
銅水溶液を加え、銅スラリー溶液を調製した。一方、酸
化亜鉛 0.84Kgを33.3Aのイオン交換水中に
入れ、30分間撹拌し、酸化亜鉛スラリー溶液を調製し
た。
毎分の割合で吹込んだ。液温を40℃に保って40分後
70℃に昇温し、この温度で30分間維持した。その後
冷却して40℃とし、この銅−亜鉛スラリー溶液へ、オ
キシ硝酸ジルコニウム水溶液(Zr02として25%)
16.82Kgをイオン交換水 41.7βに溶解した
40℃の溶液と、重炭酸アンモニウム6.08Kgをイ
オン交換水751に溶解した40℃の溶液を撹拌下に注
加し、40℃で30分間維持した。この後濾過、洗浄し
てケーキを得た。このケーキを80°Cで乾燥し、38
0℃で2時間焼成の後粉砕した。
ス気流下、170℃で還元し、活性化した。
様に行なった。実験結果を反応条件とともに第1表に示
す。
9.75g、オキシ硝酸ジルコニウム(2水塩)89.
8gを1.9βのイオン交換水に溶解し、75℃に保持
した。別に無水炭酸ナトリウム116gを1.212の
イオン交換水に溶解し、75℃に保持したジルコニウム
溶液を撹拌下に注加し、沈殿を生成させた。これを75
℃で90分保持後冷却し、スラリーを濾過し、ケーキを
イオン交換水で洗浄した。ケーキを115℃で13時間
乾燥し、空気中350℃で2時間焼成した。
銅、亜鉛、ジルコニウムの原子比は10:2:6.7で
あった。
:0.5:10.10:15:0.5および10:2:
3の組成を有する触媒を調製し、回分式でを活性評価試
験を実施した。
水素充填圧力;35Kg/cm’ 反応温度 ;100°C 反応時間 ;60分 各触媒組成における反応成績を第2表に示す。
の150mAをステンレス製単管反応器に充填し、原料
HPA溶液と水素を連続的に導入し、130日間連続で
反応させた。原料溶液は実施例1に記載したと同一であ
る。
性を持続されることが分る。
:0.5.10:2及び10:15である触媒及び市販
の銅−クロム−マンガンからなる触媒(日揮化学株式会
社製 N−201)を用いた以外は実施例5〜8と同様
に行なった。
ム(2水塩)9.35gを1.71のイオン交換水に溶
解し、73℃に保持した。別に無水炭酸ナトリウム68
.(14gをInのイオン交換水に溶解し、75℃に保
持した。この混合溶液を硝酸銅・オキシ硝酸ジルコニウ
ム溶液を攪拌下に注加し、沈澱を生成させた。75℃に
90分保持後冷却し、スラリーを濾過、洗浄した。ケー
キを115℃で12時間乾燥し、空気中350℃で2時
間焼成後、グラファイトを加え、打錠成形した。これを
8〜12メツシユに破砕し、N2−H2混合ガス気流下
、170℃で還元した。この触媒を用い、実施例5〜8
と同様に活性評価試験を行なった。結果を反応条件と共
に第5表に示す。
I!に溶解し、40℃とした。この溶液に重炭酸アンモ
ニウム 1.02Kgをイオン交換水29I!に溶解し
40°Cとした溶液を撹拌下に注加した。その後、30
分で70℃まで昇温し、30分保持して40℃に冷却し
た。
rO2として25%)869gをイオン交換水10βに
溶解した40℃の溶液と9重炭酸アンモニウム310.
9gをイオン交換水12βに溶解した40℃の溶液を撹
拌下に注加した。その温度で30分保持の後濾過し、ケ
ーキを洗浄した。これを比較例5と同様の方法で焼成、
成形、還元し、実施例5〜8と同様に活性評価試験を行
なった。結果を反応条件と共に第5表に示す。
溶解し、40℃に保持した。これに硝酸銅(3水塩)3
17gを41のイオン交換水に溶解し、40℃に保持し
た溶液を撹拌下注加した。
に冷却した。
1のイオン交換水に溶解し、40℃とした溶液を、重炭
酸アンモニウム393.2gを81のイオン交換水に溶
解し、40℃とした溶液へ撹拌下に注加し、沈殿を生成
させた。このスラリー溶液と、銅−スラリー溶液を撹拌
下に混合し、30分間保持後、濾過・洗浄してケーキを
得た。
施例5〜8と同様に活性評価試験を行なった。結果を反
応条件と共に第5表に示す。
称(446)三菱瓦斯化学株式会社 代表者 西 川 禮 二 4、代理人 居所(■100)東京都千代田区丸の内二丁目5番2号
(電話番号 03−5440−3165)5、補正の対
象 6、補正の内容 (1)明細書3頁4行目の「米国特許第4021496
号」を削除する。
n JをrCu−Zr Jに訂正する。
Claims (1)
- ヒドロキシピバルアルデヒドを水素化してネオペンチル
グリコールを製造するに際し、銅、亜鉛およびジルコニ
ウムを含有する触媒を使用することを特徴とするネオペ
ンチルグリコールの製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2298912A JP2964621B2 (ja) | 1990-11-06 | 1990-11-06 | ネオペンチルグリコールの製造方法 |
| DE69113397T DE69113397T2 (de) | 1990-11-06 | 1991-10-29 | Verfahren zur Herstellung von Neopentylglykol. |
| EP91118415A EP0484800B1 (en) | 1990-11-06 | 1991-10-29 | Process for producing neopentyl glycol |
| ES91118415T ES2080215T3 (es) | 1990-11-06 | 1991-10-29 | Procedimiento para producir neopentil glicol. |
| KR91019102A KR960009680B1 (en) | 1990-11-06 | 1991-10-30 | Process for producing neopentyl glycol |
| US08/048,415 US5395989A (en) | 1990-11-06 | 1993-04-14 | Process for producing neopentyl glycol |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2298912A JP2964621B2 (ja) | 1990-11-06 | 1990-11-06 | ネオペンチルグリコールの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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